Краткие итоги
Вода — очень распространённое и важное вещество на Земле, поэтому очень важно знать его свойства. Вода состоит из частиц, то есть молекул воды. В молекуле воды с одним атомом кислорода ковалентно связано два атома водорода.
Чистая вода при комнатной температуре представляет собой жидкость без цвета, запаха и вкуса. Вода существует в трёх агрегатных состояниях: в твёрдом, жидком и газообразном. Температура плавления воды 0 ⁰С и температура кипения 100 ⁰С. Плотность воды максимальна при 4 ⁰С и составляет Чистая вода не проводит электрический ток и является хорошим растворителем.
Растворение веществ в воде, смачивание и набухание под действием воды связано с полярностью молекул воды. В полярной молекуле есть части с разными частичными зарядами. По причине полярности молекулы воды могут образовывать водородные связи и соединяться с другими веществами. Вещества, частицы которых способны сильно взаимодействовать с молекулами воды, называются гидрофильными веществами. Вещества, частицы которых практически не взаимодействуют с молекулами воды, называются гидрофобными веществами.
Качественная питьевая вода является одним из главных ресурсов человечества. Тело человека на 70% по массе состоит из воды и для покрытия потребности в воде человек нуждается в 30–40 мл воды на килограмм массы тела. Большая часть потребляемой человечеством воды расходуется на производство продуктов питания и потребительских товаров. Большая часть используемой в промышленности воды проходит обработку на очистных станциях.
Природная вода не является чистым веществом, в ней растворены многие другие вещества. Состав раствора можно охарактеризовать с помощью процентного содержания вещества по массе – оно показывает, сколько процентов масса растворённого вещества составляет от всей массы раствора. Чтобы вычислить процентное содержание вещества по массе необходимо массу растворённого вещества разделить на общую массу раствора и умножить результат на сто процентов.
Наряду с истинными растворами широко распространены смеси веществ, похожих на растворы – дисперсии. Дисперсия – визуально однородная смесь, в которой одно вещество распределено в другом в виде мелких частиц. По размерам частиц диспергированного вещества дисперсии подразделяются на коллоидные растворы и грубые дисперсии. Дисперсии также классифицируются по агрегатному состоянию диспергированного вещества и дисперсионной среды: аэрозоль, пена, эмульсия, суспензия и студень.
Основные понятия
- Молекула воды – частица вещества, из которых состоит вода.
- Полярная молекула – молекула, в которой из-за смещения электронной пары образуются разноимённо заряженные области.
- Водородная связь – межмолекулярная связь, возникающая, например, между молекулами воды.
- Гидрофильные вещества («любящие воду») – вещества, молекулы которых весьма сильно взаимодействуют с молекулами воды. Гидрофильные вещества растворяются, смачиваются или набухают под действием воды.
- Гидрофобные вещества («боящиеся воды») – вещества, молекулы которых практически не взаимодействуют с молекулами воды.
- Смачивание – явление, при котором капля жидкости растекается по плоской нерастворимой поверхности.
- Капиллярность – явление, при котором жидкость самопроизвольно движется по тонкой трубочке (капилляру) благодаря смачиванию поверхности трубочки.
- Набухание – явление, при котором материал впитывает в себя жидкость, из-за чего его масса и объём увеличиваются.
- Раствор – однородная смесь растворителя и растворённого вещества.
- Растворитель – вещество, в котором равномерно распределено растворённое вещество.
- Растворённое вещество – вещество, равномерно распределённое по всему объёму растворителя.
- Водный раствор – раствор, растворителем в котором является вода.
- Процентное содержание по массе вещества (Р) показывает, сколько процентов масса растворённого вещества составляет от всей массы раствора.
- Дисперсия – смесь веществ, в которой одно вещество (диспергированное вещество) распределено в другом (дисперсионной среде) в виде маленьких частиц.
- Аэрозоль – дисперсия твёрдого или жидкого вещества в газообразной дисперсионной среде.
- Пена – дисперсия газа в твёрдой или жидкой дисперсионной среде.
- Эмульсия – дисперсия жидкого вещества в жидкой или твёрдой дисперсионной среде.
- Суспензия – дисперсия твёрдого вещества в жидкой или твёрдой дисперсионной среде.
Вопросы для повторения
- Опиши молекулу воды (тип частицы, вид химической связи в молекуле, состав, молекулярная масса, полярность).
- Дай описание чистой воды (цвет, плотность, температура плавления, температура кипения и т. д.).
- Что означает понятие «гидрофильный материал»? Приведи примеры трёх гидрофильных веществ.
- Приведи три примера использования гидрофобных веществ в повседневной жизни.
- Что происходит с каплей воды на смачиваемой поверхности? Что происходит с каплей на несмачиваемой поверхности?
- Объясни значение капиллярности в природе. Каким образом капиллярность может быть опасна?
- Что такое водный раствор? Из чего состоит водный раствор?
- Является ли чистая питьевая вода чистым веществом?
- Почему чистая питьевая вода доступна не всем?
- Какая часть массы человеческого тела приходится на воду? Почему вода является жизненно необходимой для человека?
- На сколько лет одному человеку хватило бы такого количества питьевой воды, которое затрачивается на производство 1 кг шоколада? Необходимо учесть, что среднестатистический человек употребляет в день 2 л воды.
- Объясни, как из поверхностных вод (например, озёрной или речной воды) делается питьевая вода.
- Из чего состоит водный раствор сахара?
- Что показывает процентное содержание вещества по массе? Приведи примеры использования этой характеристики раствора из повседневной жизни.
- Как отличить истинный раствор от коллоидного раствора?
- В чём заключается различие между жидкой суспензией и эмульсией? Приведи примеры обоих дисперсий.
