Enumerați substanțele pentru care apa este solvent. Rezumatul lecției „Apa este un solvent”

Cel mai comun solvent de pe planeta noastră este apa. Corpul unei persoane medii care cântărește 70 kg conține aproximativ 40 kg de apă. În acest caz, aproximativ 25 kg de apă este lichidul din interiorul celulelor, iar 15 kg este lichidul extracelular, care include plasma sanguină, lichidul intercelular, lichidul cefalorahidian, lichidul intraocular și conținutul lichid. tractului gastrointestinal. La animale şi organisme vegetale apa reprezintă de obicei mai mult de 50%, iar în unele cazuri conținutul de apă ajunge la 90-95%.

Datorită proprietăților sale anormale, apa este un solvent unic, perfect adaptat pentru viață.

În primul rând, apa dizolvă bine compuși ionici și polari. Această proprietate a apei se datorează în mare măsură constantei sale dielectrice ridicate (78,5).

O altă clasă mare de substanțe care sunt ușor solubile în apă include compuși organici polari, cum ar fi zaharuri, aldehide, cetone și alcooli. Solubilitatea lor în apă se explică prin tendința moleculelor de apă de a forma legături polare cu grupările funcționale polare ale acestor substanțe, de exemplu cu grupările hidroxil ale alcoolilor și zaharurilor sau cu atomul de oxigen al grupării carbonil a aldehidelor și cetonelor. Mai jos sunt exemple de legături de hidrogen care sunt importante pentru solubilitatea substanțelor în sistemele biologice. Datorită polarității sale ridicate, apa provoacă hidroliza substanțelor.

Deoarece apa constituie partea principală a mediului intern al organismului, ea asigură procesele de absorbție, mișcare nutrientiși produse metabolice din organism.

Trebuie remarcat faptul că apa este produsul final al oxidării biologice a substanțelor, în special a glucozei. Formarea apei ca urmare a acestor procese este însoțită de eliberarea unei cantități mari de energie - aproximativ 29 kJ/mol.

Alte proprietăți anormale ale apei sunt de asemenea importante: tensiune superficială ridicată, vâscozitate scăzută, puncte ridicate de topire și fierbere și densitate mai mare în stare lichidă decât în ​​stare solidă.

Apa se caracterizează prin prezența unor asociați - grupuri de molecule legate prin legături de hidrogen.

În funcție de afinitatea pentru apă, grupele funcționale ale particulelor solubile sunt împărțite în hidrofile (atragerea apei), ușor solvatate cu apă, hidrofobe (respingând apa) și difile.

Grupările hidrofile includ grupări funcționale polare: hidroxil -OH, amino -NH2, tiol -SH, carboxil -COOH. Grupările hidrofobe includ grupări nepolare, de exemplu radicali hidrocarburi: CH3-(CH2)p-, C6H5-. Hifilele includ substanțe (aminoacizi, proteine), ale căror molecule conțin atât grupări hidrofile (-OH, -NH 2, -SH, -COOH) cât și grupări hidrofobe: (CH 3 - (CH 2) p, - C6H5-).

Când substanțele difile se dizolvă, structura apei se modifică ca urmare a interacțiunii cu grupările hidrofobe. Gradul de ordonare a moleculelor de apă situate în apropierea grupărilor hidrofobe crește, iar contactul moleculelor de apă cu grupările hidrofobe este redus la minimum. Grupurile hidrofobe, atunci când sunt asociate, împing moleculele de apă din locația lor.

Energia de formare a moleculelor de apă este mare, este de 242 kJ/mol. Aceasta explică stabilitatea apei în condiții naturale. Stabilitatea, combinată cu caracteristicile electrice și structura moleculară, fac din apă un solvent aproape universal pentru multe substanțe. Constanta dielectrică ridicată determină cea mai mare capacitate de dizolvare a apei în raport cu substanțele ale căror molecule sunt polare. Dintre substanțele anorganice, multe săruri, acizi și baze sunt solubile în apă. Dintre substanțele organice, sunt solubile doar cele în ale căror molecule grupele polare formează o parte semnificativă - mulți alcooli, amine, acizi organici, zaharuri etc.

Dizolvarea substanțelor în apă este însoțită de formarea de legături slabe între moleculele sau ionii acestora și moleculele de apă. Acest fenomen se numește hidratare. Substanțele cu structură ionică se caracterizează prin formarea de învelișuri de hidratare în jurul cationilor datorită legăturilor donor-acceptor cu perechea singură de electroni a atomului de oxigen. Cationii sunt hidratați într-o măsură mai mare, cu cât raza lor este mai mică și cu atât sarcina lor este mai mare. Anionii, de obicei mai puțin hidratați decât cationii, atașează moleculele de apă prin legături de hidrogen.

În procesul de dizolvare a substanțelor, amploarea momentului electric al dipolului moleculelor de apă se modifică, se modifică orientarea lor spațială, unele legături de hidrogen sunt rupte și altele se formează. Împreună, aceste fenomene duc la o restructurare a structurii interne.

Solubilitatea solidelor în apă depinde de natura acestor substanțe și de temperatură și variază în limite largi. Creșterea temperaturii în majoritatea cazurilor crește solubilitatea sărurilor. Cu toate acestea, solubilitatea compușilor precum CaSO4·2H2O, Ca(OH)2 scade odată cu creșterea temperaturii.

Odată cu dizolvarea reciprocă a lichidelor, dintre care unul este apa, sunt posibile diferite cazuri. De exemplu, alcoolul și apa se amestecă între ele în orice raport, deoarece ambele sunt polare. Benzina (un lichid nepolar) este practic insolubilă în apă. Cazul cel mai general este cazul solubilității reciproce limitate. Exemplele includ sisteme apă-eter și apă-fenol. Când este încălzită, solubilitatea reciprocă pentru unele lichide crește, în timp ce pentru altele scade. De exemplu, pentru sistemul apă-fenol, creșterea temperaturii peste 68 °C duce la o solubilitate reciprocă nelimitată.

Gazele (de exemplu, NH 3, CO 2, SO 2) sunt foarte solubile în apă, de regulă, în cazurile în care intră în contact cu apa reacție chimică; De obicei, solubilitatea gazelor este scăzută. Pe măsură ce temperatura crește, solubilitatea gazelor în apă scade.

Trebuie remarcat faptul că solubilitatea oxigenului în apă este de aproape 2 ori mai mare decât solubilitatea azotului. Ca urmare, compoziția aerului dizolvat în apă din rezervoare sau instalații de tratare diferă de aerul atmosferic. Aerul dizolvat este îmbogățit cu oxigen, care este foarte important pentru organismele care trăiesc în mediul acvatic.

Soluțiile apoase, ca oricare altele, se caracterizează printr-o scădere a punctului de îngheț și o creștere a punctului de fierbere. Unul dintre proprietăți generale solutii se manifesta in fenomenul de osmoza. Dacă două soluții de concentrații diferite sunt separate printr-o partiție semipermeabilă, moleculele de solvent pătrund prin aceasta de la o soluție diluată la una concentrată. Mecanismul osmozei poate fi înțeles dacă avem în vedere că, conform principiului natural general, toate sistemele moleculare tind spre starea de distribuție cea mai uniformă (în cazul a două soluții, tendința de a egaliza concentrațiile de ambele părți ale partiție).

elev de clasa a II-a

Experimental, s-a putut afla că apa este un solvent pentru multe substanțe, deci este necesar ca ființele vii să trăiască.

Descărcați:

Previzualizare:

Instituție de învățământ bugetar municipal

„Școala secundară Klyuevskaya”

„Apa este ca un solvent,

valoarea dizolvarii apei"

Completat de: elev clasa a II-a

Șef: profesor de școală primară

Paderina Olga Nikolaevna

Cu. Klyuevka

2018

Introducere

„... Nu ai gust, nu ai culoare, nu ai miros, nu poți fi descris, ei se bucură de tine fără să știe ce ești? Nu se poate spune că ești necesar vieții: ești viața însăși. Ne umpli de bucurie... Tu ești cea mai mare bogăție din lume..."

Antoine de Saint Exupery

Proiect: „Apa este ca un solvent, sensul dizolvării apei”

Scopul proiectului: Aflați dacă apa este un solvent

Obiectivele proiectului:

1) efectuați un experiment și trageți o concluzie despre apa ca solvent al substanțelor;

2) invata sa lucreze independent cu diverse surse de informatii;

3) cultivați dragostea pentru natură și respectul pentru ea.

Obiectul de studiu: apă.

Subiectul cercetării:proprietatea apei este solubilitatea.

Ipoteze:

Să presupunem... (sarea se dizolvă în apă)
Să spunem... (zahărul se va dizolva în apă)
Poate... (nisipul nu se va dizolva în apă)
Ce se întâmplă dacă... (creta nu se va dizolva în apă)

Partea principală

Ce știm despre apă?

Aruncă o privire pe harta lumii.

Majoritatea are vopsea albastră pe ea. Iar culoarea albastră de pe hărți reprezintă apa, de care nimeni nu se poate lipsi vreodată și nu există nimic cu care să o înlocuiască.

Apa ocupă 3/4 din suprafața globului. Apa este peste tot. Un strat gros de aer acoperă întregul glob cu o înveliș continuă. Și este multă apă, abur, nori, nori în aer.

Apa face parte din orice organism viu. Este suficient să zdrobiți o frunză de plantă în mâinile dvs. și vom găsi umiditate în ea. Apa se găsește în toate părțile plantelor. În corpul animalelor, apa reprezintă mai mult de jumătate din masă.

Apa este una dintre cele mai importante substanțe pentru oameni. Pierderea apei este mai periculoasă pentru organism decât înfometarea. O persoană poate trăi fără hrană mai mult de o lună și fără apă mai puțin de 10 zile.

Câmpurile și pădurile beau apă. Păsările și animalele nu pot trăi fără el. Lucrări de apă în centrale electrice. Dar apa nu numai că le oferă oamenilor apă, dar îi și hrănește - navele traversează mări și oceane zi și noapte, transportând mărfuri. Apa este și un drum pentru transportul de pasageri. Fără apă nu poți face pâine, hârtie, cauciuc, țesătură, bomboane, medicamente - nimic nu se poate face fără apă.

Ce știu elevii de clasa a II-a despre proprietățile apei?

Elevii au fost rugați să răspundă la câteva întrebări despre proprietățile apei. 22 de persoane au fost intervievate

Rezultatele sondajului sunt prezentate în tabel.

Analiza chestionarelor a arătat că majorității elevilor de clasa a II-a (10 persoane) le este dificil să aleagă un răspuns la întrebarea: „Poate apa să dizolve substanțe?” Prin urmare a relevanţa noastră Proiectul este oportunitatea de a familiariza pe toată lumea practic cu una dintre principalele proprietăți ale solubilității în apă, pentru a afla cât de necesară este această proprietate pentru fiecare creatură vie, ce proprietate a apei folosește o persoană când spăla vasele, spăla hainele, se spală. ?

Mulți oameni cred că cunosc bine apa. La urma urmei, toată lumea se spală pe față în fiecare zi, bea apă și se uită adesea la cum plouă și cum curge râul. Dar se dovedește că totul nu este atât de simplu în natură. Există încă multe secrete în ea. Oamenii de știință încearcă să le dezlege. Și vom începe cu un lucru simplu: vom studia solubilitatea apei într-un cadru școlar.

Să deschidem, cu ajutorul experienței, vălul secretelor apei.

Scopul experienței: arată că apa este un solvent.

Experiența nr. 1:

Într-un pahar cu apă potabilă Am pus 1 lingurita de sare, am amestecat apa 1 minut, am observat ca apa era limpede, avea gust sarat, ceea ce inseamna ca sarea s-a dizolvat. Apa este un solvent.

Experiența nr. 2:

Am pus 1 lingurita de zahar intr-un pahar cu apa de baut, am amestecat apa 1 minut, am observat ca apa era limpede, avea gust dulce, ceea ce inseamna ca zaharul s-a dizolvat. Concluzie: apa este un solvent.

Experiența nr. 3:

Am pus 1 lingură de nisip într-un pahar cu apă de băut, am amestecat apa timp de 1 minut, am observat că apa a devenit murdară, tulbure, după ce am stat un timp, a apărut sediment în partea de jos, ceea ce înseamnă că nisipul nu s-a dizolvat. Concluzie: apa nu dizolvă toate substanțele.

Experiența nr. 4:

Am pus 1 lingură de cretă zdrobită într-un pahar cu apă de băut, am amestecat apa timp de 1 minut, am observat că apa a devenit alb După ce a stat un timp, creta s-a așezat pe fund și a apărut un sediment, ceea ce înseamnă că creta nu s-a dizolvat.

Concluzie: apa nu dizolvă toate substanțele.

Concluzie: Apa este un solvent, dar nu toate substanțele se dizolvă în ea.

Concluzie

Experimental, s-a putut afla că apa este un solvent pentru multe substanțe, deci este necesar ca ființele vii să trăiască.

Organismele animalelor și plantelor conțin între 50 și 90% apă. În corpul uman, apa reprezintă aproximativ 65% din greutatea corpului. Pierderea a peste 10% din apă de către corpul uman poate duce la moarte. Cu o speranță de viață de 70 de ani, o persoană consumă 25 de tone de apă. Am învățat acest lucru din manual și din altă literatură științifică.

Chiar și aurul, argintul, fierul și sticla se dizolvă într-o mică măsură în apă. Datorită capacității apei de a dizolva alte substanțe, nu poate fi niciodată numită absolut pură. Conceptul de apă „curată” este relativ.

Oamenii au observat de mult că apa turnată în vase de argint nu se strica mult timp. Faptul este că conține argint dizolvat, care are un efect dăunător asupra bacteriilor din apă. Apa „argintie” este folosită, în special, de astronauți în timpul zborurilor.

Nu numai substanțele solide și lichide se dizolvă în apă, ci și gazele, de exemplu, peștii, precum și alte animale și plante, respiră oxigen dizolvat în apă. Niciun proces în organismele vii nu are loc fără participarea apei. Plantele au nevoie de el pentru a absorbi substanțele din sol, pentru a le muta în întreaga plantă sub formă de soluții și pentru germinarea semințelor.

Ipoteza noastră a fost confirmată: cuOl, zahărul se dizolvă în apă, creta și nisipul nu se dizolvă în apă. Aceasta înseamnă că solubilitatea este o proprietate importantă a apei.

Ai auzit de apă? Se spune că e peste tot!

Într-o băltoacă, în mare, în ocean și într-un robinet de apă.

Ca un gheață, îngheață, se strecoară în pădure cu ceață,

Se numește ghețar în munți, ondulat ca o panglică de argint.

Suntem obișnuiți cu faptul că apa este întotdeauna tovarășul nostru!

Fără el, nu ne putem spăla, mânca sau bea.

Îndrăznesc să vă raportez: nu putem trăi fără ea!

VĂ MULȚUMIM PENTRU ATENȚIE!

Apa este unul dintre cei mai abundenți compuși de pe Pământ. Nu este doar în râuri și mări; Toate organismele vii conțin și apă. Viața este imposibilă fără ea. Apa este un solvent bun (diverse substanțe se dizolvă ușor în ea). seva animală și vegetală consta în principal din apă. Apa există pentru totdeauna; se deplasează constant din sol în atmosferă și organisme și înapoi. Peste 70% din suprafața pământului este acoperită cu apă.

Ce este apa

Ciclul apei

Apa râurilor, mărilor și lacurilor se evaporă în mod constant, transformându-se în picături minuscule de vapori de apă. Picăturile se adună pentru a se forma, din care apa se revarsă pe pământ sub formă de ploaie. Acesta este ciclul apei în natură. În norii de vapori ne răcim și ne întoarcem pe pământ sub formă de ploaie, zăpadă sau grindină. Apele uzate din canalizări și fabrici sunt tratate și apoi evacuate în mare.

Statie de apa

Apa de râu conține neapărat impurități, așa că trebuie purificată. Apa intră în rezervoare, unde se depune și particulele solide se depun în fund. Apa trece apoi prin filtre care captează orice solide rămase. Apa se infiltra prin straturi de pietriș curat, nisip sau cărbune activ, unde este curățată de murdărie și impurități solide. După filtrare, apa este tratată cu clor pentru a ucide bacteriile patogene, după care este pompată în rezervoare și furnizată clădirilor rezidențiale și fabricilor. Înainte apa reziduala va intra în mare, trebuie curățat. La o stație de tratare a apei, aceasta este trecută prin filtre care captează murdăria, apoi este pompată în rezervoare de decantare unde solidele sunt lăsate să se depună pe fund. Bacteriile distrug resturile de substanțe organice, descompunându-le în componente inofensive.

Purificarea apei

Apa este un solvent bun, deci conține de obicei impurități. Puteți purifica apa folosind distilare(vezi articolul ""), dar mai mult metoda eficienta curatenie - deionizare(desalinizarea). Ionii sunt atomi sau molecule care au pierdut sau au câștigat electroni și, ca urmare, au primit o sarcină pozitivă sau negativă. Pentru deionizare, o substanță numită ionit. Conține ioni de hidrogen încărcați pozitiv (H+) și ioni de hidroxid încărcați negativ (OH -) Când apa contaminată trece prin rășină, ionii de impurități sunt înlocuiți cu ioni de hidrogen și hidroxid din rășină. Ionii de hidrogen și hidroxid se combină pentru a forma noi molecule de apă. Apa care a trecut prin schimbătorul de ioni nu mai conține impurități.

Apa ca solvent

Apa este un solvent excelent; multe substanțe se dizolvă ușor în ea (vezi și articolul „“). Acesta este motivul pentru care apa pură se găsește rar în natură. Într-o moleculă de apă, sarcinile electrice sunt ușor separate, deoarece atomii de hidrogen sunt localizați pe o parte a moleculei. Acesta este motivul pentru care compușii ionici (compuși formați din ioni) se dizolvă atât de ușor în ea. Ionii sunt încărcați și moleculele de apă îi atrag.

Apa, ca toți solvenții, poate dizolva doar o cantitate limitată de substanță. O soluție se numește saturată atunci când solventul nu poate dizolva o porțiune suplimentară a substanței. De obicei, cantitatea de substanță pe care o poate dizolva un solvent crește odată cu încălzirea. Zaharul se dizolva mai usor in apa fierbinte decat in apa rece. Băuturile gazoase sunt vapori de apă ai dioxidului de carbon. Cu cât este mai mare, cu atât soluția poate absorbi mai mult gaz. Prin urmare, atunci când deschidem o cutie de băutură și, prin urmare, reducem presiunea, dioxidul de carbon scapă din băutură. La încălzire, solubilitatea gazelor scade. Aproximativ 0,04 grame de oxigen sunt de obicei dizolvate în 1 litru de apă de râu și de mare. Acest lucru este suficient pentru alge, pești și alți locuitori ai mărilor și râurilor.

Apă dură

Apa tare conține minerale dizolvate din stânci prin care curgea apa. Săpunul nu face spumă bine în astfel de apă deoarece reacționează cu mineralele și formează fulgi. Există două tipuri de apă dură; diferența dintre ele este tipul de minerale dizolvate. Tipul de minerale dizolvate în apă depinde de tipul de rocă prin care curge apa (vezi figura). Duritatea temporară a apei apare atunci când calcarul reacţionează cu apa de ploaie. Calcarul este un carbonat de calciu insolubil, iar apa de ploaie este o soluție slabă de acid carbonic. Acidul reacționează cu carbonatul de calciu pentru a forma bicarbonat, care se dizolvă în apă și îl întărește.

Când apa cu duritate temporară fierbe sau se evaporă, unele dintre minerale precipită, formând solzi la fundul ibricului sau stalactite și stalagmite în peșteră. Apa cu duritate constantă conține alți compuși de calciu și magneziu, cum ar fi gipsul. Aceste minerale nu precipită atunci când sunt fierte.

Dedurizarea apei

Puteți elimina mineralele care întăresc apa prin adăugarea de sodă de spălat în soluție sau prin schimb de ioni, un proces similar cu deionizarea apei în timpul purificării. O substanță care conține ioni de sodiu care se schimbă cu ioni de calciu și magneziu găsiți în apă. În schimbătorul de ioni trece apa dură zeolit- substanță care conține sodiu. În zeolit, ionii de calciu și magneziu sunt amestecați cu ioni de sodiu, care nu adaugă duritate apei. Soda de spălat este carbonat de sodiu. În apa dură, reacționează cu compușii de calciu și magneziu. Rezultatul sunt compuși insolubili care nu formează flocuri.

Poluarea apei

Când apa netratată din fabrici și case pătrunde în mări și râuri, apare poluarea apei. Dacă există prea multe deșeuri în apă, bacterii care se descompun materie organică, se inmultesc si absorb aproape tot oxigenul. Doar bacteriile patogene care pot trăi în apă fără oxigen supraviețuiesc într-o astfel de apă. Când nivelul de oxigen dizolvat în apă scade, peștii și plantele mor. În apă intră și gunoiul, pesticidele și nitrații din îngrășăminte, cei toxici - plumb și mercur. Substanțele toxice, inclusiv metalele, pătrund în corpul peștilor și din ele în corpul altor animale și chiar al oamenilor. Pesticidele ucid microorganismele și animalele, perturbând astfel echilibrul natural. Îngrășămintele de pe câmp și detergenții care conțin fosfați, atunci când sunt eliberați în apă, provoacă creșterea crescută a plantelor. Plantele și bacteriile care se hrănesc cu plante moarte absorb oxigenul, reducându-i conținutul în apă.

Scurtă descriere a rolului apei pentru organisme

Apa este cel mai important compus anorganic, fără de care viața pe pământ este imposibilă. Această substanță este atât cea mai importantă parte, cât și un rol important ca factor extern pentru toate ființele vii.

Pe planeta Pământ, apa se găsește în trei stări de agregare: gazoasă (vapori în, lichidă (apă în atmosferă și ceață în atmosferă) și solidă (apa în ghețari, aisberguri etc.) Formula pentru vapori de apă este H 2 O , lichid (H 2 O) 2 (la T = 277 K) și (H 2 O) n - pentru apă solidă (cristale de gheață), unde n = 3, 4, ... (depinde de temperatură - cu atât temperatura este mai mică , cu atât este mai mare valoarea lui n). legături chimice, numit hidrogen; astfel de particule sunt numite asociate; din cauza formării de asociați, apar mai multe structuri libere decât apa lichidă, prin urmare, la temperaturi sub 277 K, densitatea apei, spre deosebire de alte substanțe, nu crește, ci scade, ca urmare, gheața plutește pe suprafața lichidului. apa și rezervoarele adânci nu îngheață până la fund, mai ales că apa are o conductivitate termică scăzută. Acest lucru este de mare importanță pentru organismele care trăiesc în apă - nu mor în înghețuri severe și supraviețuiesc în timpul frigului iernii până la apariția unor condiții de temperatură mai favorabile.

Prezența legăturilor de hidrogen determină capacitatea mare de căldură a apei, ceea ce face posibilă viața pe suprafața Pământului, deoarece prezența apei ajută la reducerea diferenței de temperatură dintre zi și noapte, precum și iarna și vara, deoarece atunci când răcită, apa se condensează și se eliberează căldură, iar atunci când este încălzită, apa se evaporă, până la Ruperea legăturilor de hidrogen este cheltuită și suprafața Pământului nu se supraîncălzește.

Moleculele de apă formează legături de hidrogen nu numai între ele, ci și cu moleculele altor substanțe (carbohidrați, proteine, acizi nucleici), care este unul dintre motivele formării complexului. compuși chimici, ca urmare a formării căreia este posibilă existența unei substanțe speciale - o substanță vie care formează diverse.

Rolul ecologic al apei este enorm și are două aspecte: este atât un factor de mediu extern (primul aspect), cât și unul intern (al doilea aspect). Ca extern factor de mediu apa face parte din factorii abiotici (umiditate, habitat, parte din climă și microclimat). Ca factor intern, apa joacă un rol important în interiorul celulei și în interiorul corpului. Să luăm în considerare rolul apei în interiorul celulei.

Într-o celulă, apa îndeplinește următoarele funcții:

1) mediul în care se află toate organelele celulei;

2) un solvent atât pentru substanțele anorganice, cât și pentru cele organice;

3) un mediu pentru apariția diferitelor procese biochimice;

4) un catalizator pentru reacțiile de schimb între substanțele anorganice;

5) un reactiv pentru procesele de hidroliză, hidratare, fotoliză etc.;

6) creează o anumită stare a celulei, de exemplu turgescență, care face ca celula să fie elastică și puternică mecanic;

7) îndeplinește o funcție de construcție, care constă în faptul că apa face parte din diferite structuri celulare, de exemplu membrane etc.;

8) este unul dintre factorii care unește toate structurile celulare într-un singur întreg;

9) creează conductivitate electrică a mediului, transferând substanțe anorganice și compuși organiciîntr-o stare dizolvată, provocând disociere electrolitică compuși ionici și foarte polari.

Rolul apei în organism este că:

1) îndeplinește o funcție de transport, deoarece transformă substanțele într-o stare solubilă, iar soluțiile rezultate datorită diferitelor forțe (de exemplu, presiunea osmotică etc.) se deplasează de la un organ la altul;

2) îndeplinește o funcție conductivă datorită faptului că corpul conține soluții de electroliți capabile să conducă impulsuri electrochimice;

3) conectează organele individuale și sistemele de organe datorită prezenței unor substanțe speciale (hormoni) în apă, în timp ce efectuează reglarea umorală;

4) este una dintre substanțele care reglează temperatura corpului a corpului (apa sub formă de transpirație este eliberată pe suprafața corpului, se evaporă, datorită căreia se absoarbe căldura și corpul se răcește);

5) incluse în produse alimentare etc.

Importanța apei în afara corpului este descrisă mai sus (habitat, regulator al temperaturii exterioare etc.).

Pentru organisme, apa dulce joacă un rol important (conținut de sare mai mic de 0,3%). În natură, apa pură din punct de vedere chimic practic nu există cea mai pură este apa de ploaie din zonele rurale, îndepărtate de mari aşezări. Apa conținută în corpurile de apă dulce - râuri, iazuri, lacuri proaspete - este potrivită pentru organisme.

(H2O) este una dintre cele mai comune și substanțe importante. Nu există apă pură în natură, ea conține întotdeauna impurități. Apa pură se obține prin distilare. Apa distilată se numește apă distilată. Compoziția apei (în masă): 11,19% hidrogen și 88,81% oxigen. Apă curată transparent, inodor și fără gust. Are cea mai mare densitate la 0° C (1 g/cm3). Densitatea gheții este mai mică decât densitatea apei lichide, astfel încât gheața plutește la suprafață. Apa îngheață la 0°C și fierbe la 100°C la o presiune de 101.325 Pa. Conduce prost căldura și conduce foarte prost electricitatea. Apa este un bun solvent. Molecula de apă are o formă unghiulară, atomii de hidrogen formează un unghi de 104,3° în raport cu oxigenul. Prin urmare, o moleculă de apă este un dipol: partea moleculei în care se află hidrogenul este încărcată pozitiv, iar partea în care se află oxigenul este încărcată negativ. Datorită polarității moleculelor de apă, electroliții din ea se disociază în ioni. Apa lichidă, împreună cu moleculele obișnuite de H2O, conține molecule asociate, adică conectate în agregate mai complexe (H2O)x datorită formării legăturilor de hidrogen (Fig. 4). Prezența legăturilor de hidrogen între moleculele de apă explică anomaliile acesteia proprietăți fizice: densitate maxima la 4°C, temperatură ridicată fierberea (în seria H2O - H2S - H2Se) o capacitate termică anormal de mare (4,18 kJ/(g K)). Pe măsură ce temperatura crește, legăturile de hidrogen sunt rupte, iar ruptura completă are loc atunci când apa se transformă în abur.

Figura 4. Molecula de apă

Soluțiile sunt un sistem omogen multicomponent format dintr-un solvent, substanțe dizolvate și produse ale interacțiunii lor. În funcție de starea lor de agregare, soluțiile pot fi lichide ( apa de mare), gazos (aer) sau solid (multe aliaje metalice). Dimensiunile particulelor în soluțiile adevărate sunt mai mici de 10-9 m (de ordinul dimensiunilor moleculare). Dacă particulele moleculare sau ionice distribuite într-o soluție lichidă sunt prezente în astfel de cantități încât, în condiții date, nu mai are loc dizolvarea substanței, soluția se numește saturată. (De exemplu, dacă puneți 50 g de NaCl în 100 g de H2O, atunci la 200C se vor dizolva doar 36 g de sare).

O soluție se numește saturată dacă este în echilibru dinamic cu un exces de substanță dizolvată. Prin introducerea a mai puțin de 36 g de NaCl în 100 g de apă la 200C, se obține o soluție nesaturată. Când un amestec de sare și apă este încălzit la 1000C, 39,8 g de NaCl se vor dizolva în 100 g de apă. Dacă sarea nedizolvată este acum îndepărtată din soluție și soluția este răcită cu grijă la 200C, excesul de sare nu precipită întotdeauna. În acest caz, avem de-a face cu o soluție suprasaturată. Soluțiile suprasaturate sunt foarte instabile. Agitarea, agitarea sau adăugarea de boabe de sare poate face ca excesul de sare să se cristalizeze și să intre într-o stare saturată stabilă. O soluție nesaturată este o soluție care conține mai puțină substanță decât una saturată. O soluție suprasaturată este o soluție care conține mai multă substanță decât o soluție saturată.

Soluțiile se formează prin interacțiunea dintre un solvent și o substanță dizolvată. Procesul de interacțiune dintre un solvent și un dizolvat se numește solvatare (dacă solventul este apă - hidratare). Dizolvarea continuă cu formarea de produse de diferite forme și forțe - hidrați. Aceasta implică forțe de natură atât fizică, cât și chimică. Procesul de dizolvare datorat acestui tip de interacțiune a componentelor este însoțit de diverse fenomene termice. Energia caracteristică dizolvării este căldura de formare a soluției, considerată ca suma algebrică a efectelor termice ale tuturor etapelor endo- și exoterme ale procesului. Cele mai semnificative dintre ele sunt:

– procese de absorbție a căldurii - distrugerea rețelei cristaline, ruperea legăturilor chimice din molecule;

– procese generatoare de căldură - formarea produselor de interacțiune a unei substanțe dizolvate cu un solvent (hidrați) etc.

Dacă energia de distrugere a rețelei cristaline este mai mică decât energia de hidratare a substanței dizolvate, atunci dizolvarea are loc cu eliberarea de căldură (se observă încălzirea). Astfel, dizolvarea NaOH este un proces exotermic: 884 kJ/mol sunt cheltuiți pentru distrugerea rețelei cristaline, iar în timpul formării ionilor de Na+ și OH - hidratați, se eliberează 422, respectiv 510 kJ/mol. Dacă energia rețelei cristaline este mai mare decât energia de hidratare, atunci dizolvarea are loc odată cu absorbția căldurii (în timpul pregătirii soluție apoasă NH4NO3 are loc o scădere a temperaturii).

Solubilitate. Solubilitatea limită a multor substanțe în apă (sau în alți solvenți) este o valoare constantă corespunzătoare concentrației unei soluții saturate la o temperatură dată. Este o caracteristică calitativă a solubilității și este dată în cărțile de referință în grame la 100 g de solvent (în anumite condiții). Solubilitatea depinde de natura solutului și a solventului, de temperatură și presiune.

1. Natura substanței dizolvate. Substanțele cristaline sunt împărțite în:

P - foarte solubil (mai mult de 1,0 g la 100 g de apă);

M - ușor solubil (0,1 g - 1,0 g la 100 g apă);

H - insolubil (mai puțin de 0,1 g la 100 g de apă).

2. Natura solventului. Când se formează o soluție, legăturile dintre particulele fiecărei componente sunt înlocuite cu legături dintre particulele diferitelor componente. Pentru a se forma noi legături, componentele soluției trebuie să aibă același tip de legături, adică să fie de aceeași natură. Prin urmare, substanțele ionice se dizolvă în solvenți polari și slab în cei nepolari, iar substanțele moleculare fac opusul.

3. Efectul temperaturii. Dacă dizolvarea unei substanțe este un proces exotermic, atunci cu creșterea temperaturii solubilitatea acesteia scade (de exemplu, Ca(OH)2 în apă) și invers. Majoritatea sărurilor se caracterizează printr-o creștere a solubilității atunci când sunt încălzite (Fig. 5). Aproape toate gazele se dizolvă odată cu degajarea de căldură. Solubilitatea gazelor în lichide scade odată cu creșterea temperaturii și crește odată cu scăderea temperaturii.

4. Efectul presiunii. Odată cu creșterea presiunii, solubilitatea gazelor în lichide crește, iar odată cu scăderea presiunii scade.

Figura 5. Dependența solubilității substanțelor de temperatură