Химические свойства воды

Из химических свойствводы особенно важны способность её молекул диссоциировать (распадаться) на ионы и способность воды растворять вещества разной химической природы.

Роль воды как главного и универсального растворителя определяется прежде всего полярностью её молекул и, как следствие, её чрезвычайно высокой диэлектрической проницаемостью. 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. Тепловому движению в этом случае легче разбить молекулы. Оттого и происходит растворение, в том числе многих труднорастворимых веществ: капля камень точит.

Лишь незначительная доля молекул (одна из 500 000 000) подвергается электролитической диссоциации по схеме: Н2О ↔ Н+ + ОН-.

Однако, приведённое уравнение условное: не может существовать в водной среде лишённый электронной оболочки протон Н+. Он сразу соединяется с молекулой воды, образуя ион гидроксония Н3О+, который в свою очередь объединяется с одной, двумя или тремя молекулами воды в Н3О+ , Н5О2+ , Н7О3+.

Электролитическая диссоциация воды – причина гидролиза солей слабых кислот и (или) оснований. Степень электролитической диссоциации заметно возрастает при повышении температуры.

Образование воды из элементов по реакции: Н2 + 1/2 О2 Н2О -242 кДж/моль для пара, 286 кДж/моль для жидкой воды.

При низких температурах в отсутствии катализаторов происходит крайне медленно, но скорость реакции резко возрастает при повышении температуры, и при 550оС она происходит со взрывом. При понижении давления и повышении температуры равновесие сдвигается влево.

Под действием ультрафиолетового излучения происходит фотодиссоциация воды на ионы Н+ и ОН-.

Ионизирующее излучение вызывает радиолиз воды с образованием Н2; Н2О2 и свободных радикалов: Н*; ОН*; О*.

Вода – реакционноспособное соединение.

Вода окисляется атомарным кислородом: Н2О + О Н2О2.

При взаимодействии с F2 образуется НF, а также О2;О3; Н2О2; F2О 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 взаимодействует до половины растворённого в ней СI2 и значительно меньшие количества Br2 и J2.

При повышенных температурах СI2 и Br2 разлагают воду с образованием Н Гал и О2 . При пропускании паров воды через раскалённый уголь она разлагается и образуется так называемый водяной газ: Н2О + С СО + Н2.

При повышенной температуре в присутствии катализатора вода реагирует с СО; СН4 и другими углеводородами, например:. Н2О + СО СО2 + Н2 и Н2О + СН4 СО + 3Н2.

Эти реакции используют для промышленного получения водорода. Фосфор при нагревании с водой под давлением в присутствии катализатора окисляется в метафосфорную кислоту: 6Н2О + 3Р 2НРО3 + 5Н2.

Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи

Разработка проекта организационно-технических мероприятий по совершенствованию природоохранной деятельности
Одним из основных направлений, обеспечивающих эффективное и устойчивое экономическое развитие предприятий, является применение экологически ориентированных информационных систем управления, ...

Киотский протокол - как механизм регулирования глобальных экологических проблем на международном уровне
Сегодня подавляющее большинство ученых пришло к мнению, что нынешнее беспрецедентно быстрое изменение климата – это антропогенный эффект, вызванный, прежде всего, сжиганием ископаемог ...

Влияние загрязнения атмосферного воздуха на состояние рябины обыкновенной
среды и связанные с ними теоретические и прикладные экологические проблемы необычайно актуальны, так как города становятся основной средой обитания человека. В последние десятилетия наблюда ...