Реферат: Вода и её свойства - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Вода и её свойства

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 29 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

ГЛАВНЫЙ СОСТАВИТЕЛЬ РЕФЕРАТА ПЕТРУНИНА АЛЛА БОРИСОВНА МУНИЦИПАЛЬНА Я ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДНЯЯ ШКОЛА № 4 РЕФЕРАТ по химии на тему : “Вода и её свойства” Выполнила : ученица 11”Б” класса Петрунина Елена ПЕНЗА 2001г. Вода – вещество привычное и необычное . Известный советский ученый академик И.В.Петрянов свою научно – популярную книгу о воде назв ал “Самое необыкно венное вещество в м ире” . А доктор биологических наук Б.Ф.Сергеев начал свою книгу “Занимательная физиология” с главы о воде – “Вещество , которое создало нашу планету”. Ученые правы : нет на Земле вещест ва более важного для нас , чем обыкновенная вода , и в то же время не сущ ествует другого такого же вещества , в сво йствах которого было бы столько противоречий и аномалий , сколько в её свойствах. Почти ѕ поверхности нашей планеты занято океанами и морями . Твёрдой водой – снегом и льдом – по крыто 20% суши . Из общего количества воды на Земле , равного 1 млрд . 386 млн . кубических километров , 1 млрд . 338 млн . кубических километров приходится на долю солёных вод Мирового океана , и только 35 млн . кубических километров приходит ся на долю пресных вод . Всего количества океанической воды хватил о бы на то , чтобы покрыть ею земной шар слоем более 2,5 километров . На каждого жителя Земли приблизительно приходится 0,33 кубич еских километров морской воды и 0,008 кубических километров пресной воды . Но тру дность в том , что подавляющая часть пресной воды на Земле находится в таком состоянии , которое делает её труднодоступной для че ловека . Почти 70% пресных вод заключено в ледниковых покровах полярных стран и в горных лед н иках , 30% - в водоносных слоях под землёй , а в руслах всех р ек содержатся одновременно всего лишь 0,006% пресн ых вод. Молекулы воды обнаружены в межзвёз дном пространстве . Вода входит в состав ко мет , большинства планет солнечной системы и их спутников . Изотопный состав . Существуют девять устойчивых изотопных разновидностей воды . Содер жание их в пресной воде в среднем сле дующее : 1 Н 2 16 О – 99,73%, 1 Н 2 18 О – 0,2%, 1 Н 2 17 О – 0,04%, 1 H 2 Н 16 О – 0,03%. Остальные пять изот опных разновидностей присутствуют в воде в ничтожно малых количествах. Строение молекулы . Как известно , сво йства химических соединений зависят от того , из каких элементов состоят их молекулы , и изменяются закономерно . Воду можно рас сматрива ть как оксид водорода или как гидрид кислорода . Атомы водорода и кислор ода в молекуле воды расположены в углах равнобедренного треугольника с длиной связи О – Н 0,957 нм ; валентный угол Н – О – Н 104 o 27 ’ . Но поско льку оба водородных атома расположены по одну сторону от кисл ородного , электрические заряды в ней рассредо точиваются . Молекула воды полярна , что являетс я причиной особого взаимодействия между разны ми её молекулами . Атомы водорода в молекул е воды , имея час т ичный положительн ый заряд , взаимодействуют с электронами атомо в кислорода соседних молекул.Такая химическая связь называется в о д о р о д н о й . Она обьединяет молекулы воды в своеобразные полимеры пространственного строения . В водян ом паре присутств ует около 1% димеров в оды . Расстояние между атомами кислорода – 0,3 нм . В жидкой и твёрдой фазах каждая молекула воды образует четыре водородные с вязи : две – как донор протонов и две – как акцептор протонов . Средняя длина этих связей – 0, 28 нм , угол Н – О – Н стремится к 180 0 .Четыре водородные связи моле кулы воды направлены приблизительно к вершина м правильного тетраэдра. Структура модификаций льда представляе т собой трёхмерную сетку . В модификациях , существую щих при низких давлениях , так называемый лёд – I , связи Н – О – Н п очти прямолинейны и направлены к вершинам правильного тетраэдра . Но при высоких давле ниях обычный лёд можно превратить в так называемые лёд – II , лёд – III так далее – более тяжё лые и пл отные кристаллические формы э того вещества . Самые твёрдые , плотные и ту гоплавкие пока – лёд – VII и лёд – VIII . Лёд – VII получен под давлением 3 млрд Па , он плавится при температуре + 190 0 C . В модификациях – лёд – II - лёд – VI – с вязи Н – О – Н искривлены и углы между ними отличаются от тетраэдрического , что обусловливает увеличение плотности по сра внению с плотностью обычного льда . Только в модификациях лёд – VII и лёд – VIII достигается с амая высокая плотность упаковки : в их стру ктуре две пр авильные сетки , выстроенные из тетраэдров , вставлены одна в другую , при этом сохраняется система прямолинейных во дородных связей. Трёхмерная сетка водородных связей , построенная из тетраэдров , существует и в жидкой воде во всём интервале от температуры плавления до критической температуры , равной + 3,98 0 С . У величение плотности при плавлении , как и в случае плотных модификаций льда , объясняется искривлением водородных связей. Искривление водородных связей увеличив ается с рост ом температуры и давления , что ведёт к возрастанию плотности . С другой стороны при нагревании средняя длина водородных связей становится больше , в ре зультате чего плотность уменьщается . Совместное действие двух фактов объясняет наличие мак симума плотности воды при температуре + 3, 98 0 С. Физические свойства воды аномальны , что объясняется пр иведёнными выше данными о взаимодействии межд у молекулами воды. Вода – единственное вещество на Земле , которое сущ ествует в природе во вс ех трёх аг регатных состояниях – жидком , твёрдом и г азообразном. Плавление льда при атмосферном дав лении сопровождается уменьшением объёма на 9%. П лотность жидкой воды при температуре , близкой к нулю , больше , чем у льда . При 0 0 С 1 грамм льда занимает объём 1,0905 кубических сантиметров , а 1 грамм жидкой воды занимает объём 1,0001 кубических сантиметров . И лёд плавает , оттого и н е промерзают обычно насквозь водоёмы , а ли шь покрываются ледяным покровом. Температурный коэффициент объёмного расширения льда и жидкой воды отрицателе н при температурах соответственно ниже - 210 0 С и + 3,98 0 С. Теплоёмкость при плавлении возрастает почти вдвое и в интервале от 0 0 С до 100 0 С почти не зависит от т емпературы. Вода имеет незакономерно высокие т емпературы плавления и кипения в сравнении с другими водородными соединениями элементов главной подгруппы VI группы таблицы Менделеева. теллуроводор од селеноводород сероводород вода Н 2 Те Н 2 S е Н 2 S Н 2 О _____________________________________________________ t плавления - 51 0 С - 64 0 С - 82 0 С 0 0 С _____________________________________________________ t кипения - 4 0 С - 42 0 С - 61 0 С 100 0 С _____________________________________________________ Нужно подвести дополнительную энергию , что бы расшатать , а затем разрушить водородные связи . И энергия эта очень знач ительна . Вот почему так велика теплоёмкость воды . Благодаря этой особенности вода форми рует климат планеты . Геофизики утверждают , что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизне н ный кусок камня , есл и бы не вода . Нагреваясь , она поглощает тепло , остывая , отдаёт его . Земная вода и поглощает , и возвращает очень много тепла , и тем самым “выравнивает” климат . Особен но заметно на формирование климата материков влияют морские течения , о б разующи е в каждом океане замкнутые кольца циркул яции . Наиболее яркий пример – влияние Гол ьфстрима , мощной системы тёплых течений , идущи х от полуострова Флорида в Северной Амери ке до Шпицбергена и Новой Земли . Благодаря Гольфстриму средняя температура янва р я на побережье Северной Норвегии , за Полярным кругом , такая же , как в степн ой части Крыма , - около 0 0 С , т . е . повышена на 15 – 20 0 С . А в Якутии на той же широте , но вдали от Гольф стрима – минус 40 0 С . А от космического холода предохр аняют Землю те молек улы воды , которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде паров . Водяной пар создаёт мощ ный “парниковый эффект” , который задерживает до 60% теплового излучения нашей планеты , не даёт ей охлаждаться . По расчётам М.И.Будыко , при уменьшении содержания во д яного пара в атмосфере вдвое средняя температу ра поверхности Земли понизилась бы более чем на 5 0 С (с 14,3 до 9 0 С ). На с мягчение земного климата , в частности на выравнивание температуры воздуха в переходные сезоны – весну и осень , заметное влиян ие оказ ывают огромные величины скрытой теплоты плавления и испарения воды. Но не тол ько поэтому мы считаем воду жизненно важн ым веществом . Дело в том , что тело чело века почти на 63 – 68 % состоит из воды . По чти все биохимические реакции в каждой ж ивой клетке – это реакции в водн ых растворах . С водой удаляются из нашего тела ядовитые шлаки ; вода , выделяемая пот овыми железами и испаряющаяся с поверхности кожи , регулирует температуру нашего тела . Представители животного и растительного мира содержат такое же обилие воды в своих организмах . Меньше всего воды , лишь 5 – 7% веса , содержат некоторые мхи и ли шайники . Большинство обитателей земного шара и растения состоят более чем на половину из воды . Например , млекопитающие содержат 60 – 68 %; рыбы – 70 % ; водоросли – 90 – 98 % воды. В растворах же (преимущес твенно водных ) протекает большинство технологичес ких процессов на предприятиях химической пром ышленности , в производстве лекарственных препарат ов и пищевых продуктов. Не случайно гидрометаллургия – извлечение металлов из руд и концентрато в с помощью растворов различных реагентов – стала важной отраслью промышленности. Вода – э то важный источник энергоресурсов . Как извест но , все гидроэлектрические станции ми ра , от маленьких до самых крупных , превращают механическую энергию водного потока в эл ектрическую исключительно с помощью водяных т урбин с соединёнными с ними электрогенератора ми . На атомных электростанциях атомный реакто р нагревает воду , водяной пар вра щ ает турбину с генератором и вырабатыв ает электрический ток. Вода , несмотря на все её аномол ьные свойства , является эталоном для измерени я темпкратуры , массы ( веса ), количества тепла , высоты местности. Шведский физик Андерс Цельсий , член Стокгольмской академии наук , создал в 1742 году стоградусную шкалу термометра , которой в настоящее время пользуются почти повсе местно . Точка кипения воды обозначена 100 , а точка таяния льда 0 . При разработке метрической сист емы , установленной по декрету франц узского революционного правительства в 1793 году взамен различных старинных мер , вода была использована для создания основной меры масс ы (веса ) – килограмма и грамма : 1 грамм , как известно , это вес 1 кубического санти м етра (милилитра ) чистой воды при температуре её наибольшей плотности – 4 0 С . Следовательно , 1 килограмм – это вес 1 литра (1000 кубических сантиметров ) или 1 кубического дециметра воды : а 1 тонна (1000 килограммов ) – это вес 1 куби ческого метра воды. Вода используется и для изм ерения количества тепла . Одна калория – э то количество тепла , нужное для нагревания 1 грамма воды с 14, 5 до 15,5 0 С. Все высоты и глубины на земном шаре отсчитываются от уровня мор я. В 1932 году американцы Г.Юри и Э.Ос борн обнаружили , что даже в самой чистой воде , которую только можно получить в лабораторных условиях , содержится незначительное количество какого-то вещества , выражающегося , по- видимому , той же химической формулой Н 2 О , но облад ающего молекулярным весом 20 вместо веса 18, прису щего обычной воде . Юри назвал это вещество тяжёлой водой . Большой вес тяжёлой воды объясняется тем , что её молекулы состоят из атомов водорода с удвоенным атомным весом по сравнению с атомами обычного водорода . Двойной вес этих атомов в с вою очередь обусловливается тем , что их яд ра содержат , кроме единственного протона , сост авляющего ядро обычного водорода , ещё один нейтрон . Тяжёлый изотоп водорода получил на звание дейтерия ( D или 2 Н ), а обычный водород стали называть протием . Тяжёл ая вода , окись дейтерия , выражается формулой D 2 О. Вскоре был открыт третий , сверхтяжё лый изотоп водорода с одним протоном и двумя нейтронами в ядре , который был на зван т ритием (Т или 3 Н ). В соединении с кислородо м тритий образует сверхтяжёлую воду Т 2 О с молекулярным весом 22. В природных водах содержится в среднем около 0,016% тяжёлой воды . Тяжёлая вода внешне похожа на обычную воду , но по многим физически м свойствам отличается от неё . Точка кипения тяжёлой воды 101,4 0 С , точка замерз ания + 3,8 0 С . Тяжё лая вода на 11% тяжелее обычной . Удельный вес тяжёлой воды при температуре 25 0 С равен 1,1. Она хуже ( на 5 – 15% ) растворяет различные соли . В тяжёлой вод е скорость протекания некоторых х имических реакций иная , чем в обычной воде . И в физиологическом отношении тяжё лая вода воздействует на живое вещество и наче : в отличие от обычной воды , обладающе й живительной силой , тяжёлая вода совершенно и нертна . Семена растений , если их поливать тяжёлой водой , не прорастают ; головас тики , микробы , черви , рыбы в тяжёлой воде не могут существовать ; если животных поить одной тяжёлой водой , они погибнут от жажды . Тяжёлая вода – это мёртвая вода. Имеется ещё один вид воды , отличающийся по физическим свойствам от об ычной воды , - это омагниченная вода . Такую в оду получают с помощью магнитов , вмонтированн ых в трубопровод , по которому течет вода . Омагниченная вода изменяет свои физико – химические св о йства : скорость х имических реакций в ней увеличивается , ускоря ется кристаллизация растворённых веществ , увеличи вается слипание твёрдых частиц примесей и выпадение их в осадок с образованием к рупных хлопьев (коагуляция ). Омагничивание успешно приме няется на водопроводных станциях при большой мутн ости забираемой воды . Она позволяет также быстро осаждать загрязненные промышленные стоки. Из химических свойств воды особенно важны способн ость её молекул диссоциировать (распадаться ) н а ио ны и способность воды растворять вещества разной химической природы. Роль воды как главного и универ сального растворителя определяется прежде всего полярностью её молекул и , как следствие , её чрезвычайно высокой диэлектрической прон ицаемост ью . Разноимённые электрические заряды , и в частности ионы , притягиваются друг к другу в воде в 80 раз слабее , чем притягивались бы в воздухе . Силы взаимного притяжения между молекулами или атомами погружённого в воду тела также слабее , чем в воздухе . Те п ловому движению в этом случае легче разбить молекулы . О ттого и происходит растворение , в том числ е многих труднорастворимых веществ : капля камень т очит. Лишь незначительная доля молекул (о дна из 500 000 000) подвергается электролити ческой диссоциации по схеме : Н 2 О Н + + ОН - Однако , приведённое уравнени е условное : не может существовать в водной среде л ишённый электронной оболочки протон Н + . Он сразу сое диняется с молекулой воды , образуя ион гид роксония Н 3 О + , к оторый в свою очередь объединяется с одно й , двумя или тремя молекулами воды в Н 3 О + , Н 5 О 2 + , Н 7 О 3 + . Электролитическая диссоциация воды – причина гидролиза солей слабых кислот и (или ) оснований . Степень электролитической диссоциации заметно возрастает при повыше нии температуры. Образование воды из элементов по реакции : Н 2 + 1 / 2 О 2 Н 2 О -242 кДж /моль для пара -286 кДж /моль для жидкой во ды -при низких температурах в отсутствии катализаторов происходит крайне медленно , но скорость реакции резко возрастает при повышен ии температуры , и при 550 0 С она происходит со взрывом . При понижении давления и повышении темпе ратуры равновесие сдвигается влево. Под действием ультрафиолетового излуче ния происходит фотодиссоциация воды на ионы Н + и ОН - . Ионизирующее излучение вызывает радиол из воды с образованием Н 2 ; Н 2 О 2 и свободных радикалов : Н * ; ОН * ; О * . Вода – реакционноспособное со единение. Вода окисляе тся атомарным кислородом : Н 2 О + О Н 2 О 2 При взаимодействии с F 2 образуется Н F , а так же О 2 ;О 3 ; Н 2 О 2 ; F 2 О и другие соединения. С остальными галогенами при низких температурах вода реагирует с образованием смеси кислот Н Гал и Н Гал О. При обычных условиях с водой вз аимодействует до половины растворённого в ней С I 2 и значительно меньши е количества Br 2 и J 2 . При повышенных температурах С I 2 и Br 2 разлагают воду с образованием Н Гал и О 2 . При пропуска нии паров воды через раскалённый уголь он а разлагается и образуется так называемый водяной газ : Н 2 О + С СО + Н 2 При повышенной температуре в прису тствии катализатора вода реагирует с СО ; СН 4 и другими углеводородами , например : Н 2 О + СО СО 2 + Н 2 Н 2 О + СН 4 СО + 3Н 2 Эти реакции используют для промышл енного получения водорода. Фосфор при нагревании с водой п од давлением в присутствии катализатора окис ляется в метафосфорную кислоту : 6Н 2 О + 3Р 2НРО 3 + 5Н 2 Вода взаимодействует со многими металлами с образованием Н 2 и сответствую щего гидроксида . Со щелочными и щелочно-земель ными металлами ( кроме М g ) эта реакция протекает уже при комнатной температуре . Менее активны е металлы разлагают воду при повышенн ой температуре , например , М g и Z n – выше 100 0 С ; Fe – выше 600 0 С : 2 Fe + 3H 2 O Fe 2 O 3 + 3H 2 При взаимодействии с вод ой многих оксидов образуются кислоты или основания. Вода может служить катализатор ом , например , щелочные металлы и водород р еагируют с CI 2 только в присутствии следов воды. Иногда вода – каталитический яд , например , для железного катализатора при си нтезе NH 3 . Способность молекул воды образовы вать трёхмерные сетки водородных связей позво ляет ей давать с инертными газами , углевод ородами , СО 2 , CI 2 , (CH 2 ) 2 O , CHCI 3 и многими другими в еществами газовые гидраты. Примерно до конца 19 века вода сч италась бесплатным неистощимым даром прир оды . Её не хватало только в слабонаселённы х районах пустынь . В 20 веке взгляд на в оду резко изменился . В результате быстрого роста населения земного шара и бурного развития промышленности проблема снабжения челов еч е ства чистой пресной водой стал а чуть ли не мировой проблемой номер один . В настоящее время люди используют еж егодно около 3000 млрд кубических метров воды , и эта цифра непрерывно быстро растёт . В о многих густонаселённых промышленных районах чистой воды у ж е не хватает. Недостаток пресной воды на земном шаре можно восполнить различными путями : опреснять морскую воду , а также заменять ею , где это возможно в технике , пресную воду ; очищать сточные воды до такой сте пени , чтобы их можно было спок ойно спускать в водоёмы и водотоки , не боясь загрязнить , и использовать вторично ; экономно расходовать пресную воду , создавая менее водоёмкую технологию производства , заменяя , где это можно , пресную воду высокого качества водой более низкого качества и т. д. В О Д А - о д н о и з г л а в н ы х б о г а т с т в ч е л о в е ч е с т в а н а З е м л е . С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы : 1. Химическая энциклопедия . Том 1. Редактор И.Л.Кнунянц . Москва , 1988 год. 2. Энциклопедический словарь юного химика . Составители В.А.Крицма н , В.В.Станцо . Москва , “ Педагогика “ , 1982 год . 3. Слово о воде . Автор О.А.Спенглер . Ленинград , “ Гидрометеоиздат “ , 1980 год. 4. Самое необыкновенное вещество в мире . Автор И.В.Петрянов . Москва , “ Педагогика “ ,1975 год. П Л А Н . I.Вступление . Высказывания известных учён ых о воде. II .Основная часть. 1.Распространение воды на планете Земля , в космическом пространстве. 2.Изотопный состав воды. 3.Строение молекулы воды. 4.Физические свойства воды , их аномальн ость. а ).Агрегатные состо яния воды. б ).Плотность воды в твёрдом и жидком состоянии. в ).Теплоёмкость воды. г ).Температуры плавления и кипения воды в сравнении с другими водородными соединениями элемен тов главной подгруппы YI группы таблицы Менделе ева. 5.Влияние воды на формирование климата на планете Земля. 6.Вода как основной составной компонент растительных и животных организмов. 7.Использование воды в промышленности , производстве электроэнергии. 8.Использование вода как эталона. а ).Для измерения температуры . б ).Для измерения массы (веса ). в ).Для измерения количества тепла. г ).Для измерения высоты местности. 9.Тяжёлая вода , её свойства. 10.Омагниченная вода , её свойства. 11.Химические свойства воды. а ).Образование воды из кислорода и водорода. б ).Диссоциация воды на ионы. в ).Фотодиссоциация воды. г ).Радиолиз воды. д ).Окисление воды атомарн ым к ислородом. е ).Взаимодействие воды с неметаллами,г алогенами, углеводородами. ж ).Взаимодействие воды с металлами. з ).Взаимодействие воды с оксидами. и ).Вода как катализатор и ингибит ор химических реакций. III .Заключен ие. Вода как одно из главных богатств человечества на Земле.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Ничто в жизни так не оскорбляло Елену Малышеву, как крик во время съемки её передачи: "ВРАЧА!! В зале есть врач?!!"
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru