Temat: Wlasciwosci fizyczne i chemiczne wody
Woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych zwiazków chemicznych w przyrodzie. Jest ciecza bezbarwna, bez smaku i zapachu, ma interesujace anomalie o duzym znaczeniu biologicznym. Od 4oC, w miare obnizania temperatury, jej gestosc maleje. Dzieki temu woda w jeziorach i rzekach zamarza na powierzchni, co umozliwia istnienie zycia biologicznego w glebi. Czasteczka wody sklada sie z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu. Kat pomiedzy atomami wodoru wynosi 104o 40'. Dzieki katowej budowie czasteczka wody ma moment dipolowy. Czasteczki wody przyciagaja sie róznoimiennymi biegunami tworzac asocjat, dzieki czemu temperatura wrzenia wody jest stosunkowo wysoka. Biegunowa budowa czasteczki wody powoduje dobra rozpuszczalnosc w wodzie szeregu zwiazków chemicznych. Wode otrzymuje sie przez spalanie wodoru w tlenie: 2H2 + O2 = 2H2O Reakcja spalania wodoru jest jedna z najbardziej egzotermicznych reakcji. Czasteczka wody jest bardzo trwala i zaczyna dysocjowac dopiero powyzej 1800 K. Pomimo duzej trwalosci woda jest substancja chemiczna aktywna. Niektóre metale, np. Na, K, Ca reaguja z nia w temperaturze pokojowej, wydzielajac z wody wodór. Wiele zwiazków chemicznych przylacza wode. W zwiazkach nieorganicznych moze byc ona zwiazana w rózny sposób: ? Woda konstytucyjna nie wystepuje w zwiazkach chemicznych jako czasteczka wody, natomiast wydziela sie w czasie ich rozkladu. Nalezy tutaj m.in. Ca(OH)2, KOH, H2SO4, itp. Na przyklad pod wplywem ogrzewania: Ca(OH)2 --> CaO+H2O ? Woda koordynacyjna zwiazana jest z czasteczka specjalnym wiazaniem koordynacyjnym, np.: [Cu(NH3)4 (H2O)2]+3, [Cr(H2O)6]+3 ? Woda krystalizacyjna jest zwiazana w krysztalkach zwiazków jonowych w ilosciach stechiometrycznych np. CuSO4.5H2O. Usuniecie jej z takich substancji jest bardzo trudne. ? Woda sieciowa. Podczas ogrzewania zwiazków zawierajacych wode sieciowa nie obserwuje sie powstawania nowych faz. Woda ta zawarta jest pomiedzy warstwami sieci krystalicznej. Woda w przyrodzie Woda w przyrodzie nigdy nie jest czysta, lecz zawiera pewna ilosc zawiesin, rozpuszczonych zwiazków chemicznych i gazów. Woda z opadów atmosferycznych jest stosunkowo najbardziej czysta. Zawiera jednak zawsze pewne ilosci pylów i rozpuszczonych gazów. Woda rzek i jezior zawiera pewne ilosci rozpuszczonych soli, glównie weglanu wapniowego i magnezowego. Woda morska zawiera duze ilosci soli przede wszystkim NaCl. W Baltyku zasolenie jest stosunkowo male i wynosi 2%. Twardosc wody. Zapotrzebowanie wody dla celów przemyslowych jest duze i wzrasta w duzym tempie. W zaleznosci od celów woda musi byc odpowiednio oczyszczona. Duze wymagania stawia sie wodzie do zasilania kotlów. Musi byc ona pozbawiona soli mineralnych a przede wszystkim weglanu wapnia. W czasie gotowania weglan wapnia osadza sie na sciankach tworzac tzw. kamien kotlowy. Kamien kotlowy ma bardzo male przewodnictwo cieplne, co powoduje duze straty ciepla. Nagle odpryski kamienia kotlowego moga doprowadzic do przegrzania wody i wybuchu kotla. Woda uzywana w przemysle wlókienniczym nie moze zawierac soli metali ciezkich. Szczególnie duze wymagania stawia sie wodzie do picia. Wprowadzono pojecie twardosci wody. Dotyczy ono zawartosci w wodzie zwiazków wapnia, magnezu, zelaza i krzemu. Twardosc wody wyraza sie w stopniach, np. jeden stopien francuski oznacza zawartosc 1 g weglanu wapnia w 100 dcm3 wody. Wprowadza sie nastepujace pojecia: ? Twardosc calkowita, która jest suma twardosci weglanowej i nieweglanowej. ? Twardosc weglanowa - spowodowana zawartoscia Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2. Mozna ja usunac przez zagotowanie wody. Ca(HCO3)2 = CaCO3 +H2O+CO2 ? Twardosc nieweglanowa - spowodowana zawartoscia w wodzie innych soli wapnia i magnezu, jak np. CaSO4, MgSO4, CaCl2 i MgCl2.
gosia1987_20