Свойства воды 

Из различных видов природной воды наиболее чистой является дождевая вода. Все же другие виды воды — речная, родниковая, морская – содержат значительные количества различных примесей.

Чистая вода при обыкновенных условиях — прозрачная бесцветная жидкость, не имеющая запаха и вкуса. В толстых слоях она имеет зеленоватый оттенок. Удельный вес и удельная теплоёмкость воды приняты за единицу, шкала термометра тоже установлена по температуре плавления льда (0о С). Чистая вода плохо проводит электричество.

Атомы кислорода и водорода в молекуле воды очень прочно связаны друг с другом, и для разделения их, нужно затратить большое количество энергии. Всё же при очень высокой температуре вода разлагается на элементы.

Атомы водорода в молекуле воды могут замещаться атомами других элементов. В этом мы убедились при ознакомлении с промышленными способами получения водорода, когда рассматривали взаимодействие водяного пара с раскалённым углем.

Точно так же могут реагировать с водяным паром цинк, железо и другие металлы, замещая в воде водород. В этом можно убедиться на следующем опыте.

В пробирку наливают 3—4 мл воды, а около горлышка её насыпают небольшое количество цинковой пыли. Закрыв пробирку пробкой с газоотводной трубкой, нагревают и цинк, и воду, находящиеся в пробирке.

Подробнее...

Свойства веществ

Чтобы отличить одно вещество от другого или найти сходство между ними, необходимо знать их свойства. Признаки, по которым вещества отличаются друг от друга или сходны между собой, называются свойствами.

Химические свойства веществ

Химические же свойства можно узнать только при изучении химических реакций, в которых участвует это вещество. Напри­мер, одно из химических свойств меди состоит в том, что она при накаливании на воздухе превращается в окись меди. К химиче­ским свойствам парафина относится его горючесть. К химическим свойствам железа относится его способность превращаться в ржавчину.

Физические свойства веществ

Изучение вещества обычно начинают с изучения его физиче­ских свойств. Прежде всего, отмечают, в каком состоянии (твёр­дом, жидком или газообразном) оно находится при обычных условиях каков его внешний вид.

Физическое состояние, цвет, блеск, удельный вес, температура кипения и плавления, электропроводность — все эти свойства физи­ческие. Физические свойства мы познаём, когда знакомимся с внеш­ним видом предмета или изучаем физические явления, в кото­рых участвует изучаемое вещество: например, когда мы опре­деляем температуру плавления, или температуру кипения,или электропроводность веществ.

Иногда можно распознать вещество, не пользуясь какими-либо приборами и инструментами. Например, медный купорос можно отличить от многих веществ по форме и цвету его кри­сталлов, уксусную кислоту легко узнать по запаху, а сахар — по вкусу.

Подробнее...

Реакции обмена

Реакции обмена, происходящие между двумя солями.

Смешиваем растворы азотнокислого бария Ba(NO3)2, и сернокислого натрия Na2SO4. Сейчас же выпадает белый мелкокристаллический осадок сернокислого бария BaSO4, а в растворе остаётся соль азотнокислого натрия NaNO3. Произошла реакции:

Ba(NO3)2 + Na2SO4 = ?BaSO4 + 2NaNO3

Рассматривая это уравнение, нетрудно заметить, что кислотный остаток = SO4, и два кислотных остатка — NO3 поменялись местами. Произошла реакция обмена. Образовались две новые соли.

Рассмотрим ещё один пример.

Сметаем растворы хлористого натрия NaCl и азотнокислого свинца Pb(NO3)2,. Выпадает белый осадок хлористого свинца PbCl2.

2NaCl + Pb(NO3)2 = ?PbCl2 + 2NaNO3

И в этом случае кислотные остатки — Cl и — NO3, поменялись местами. Произошла реакция обмена, в результате которой образовались две новые соли. Заметим, что в обоих случаях один из продуктов реакции выпадает в осадок, другой остаётся в растворе. Они не реагируют друг с другом и смесь их можно разделить фильтрованием.

Если два сложных вещества реагируют между собой так, что их молекулы обмениваются составными частями, то такие реакции называются реакциями обмена.

Подробнее...

Реакция соединения 

При реакции разложения окиси ртути из молекул сложного вещества получались молекулы простых веществ. Нельзя ли провести обратную реакцию, т. е. молекулы простых веществ соединить в молекулы сложного вещества?

Попытаемся осуществить эту реакцию. В качестве исходных веществ возьмём серу и железо в виде порошков.

Ознакомимся сначала со свойствами каждого из этих веществ. Серу и железо легко можно различить по цвету: сера - жёлтого цвета, а железо - темно-серого. Поднесём к ним магнит: железо притягивается к магниту, а сера не притягивается.

Внесём небольшое количество этих порошков в цилиндр с водой: железо тонет, а мелкие крупинки серы плавают.

Поместим небольшое количество серы и железа в отдельные пробирки и прильём к ним соляной кислоты. Сера не реагирует с кислотой, а при взаимодействии железа с кислотой выделяется бесцветный газ, не имеющий запаха.

Затем приготовим смесь из этих веществ, поднесём к ней магнит, а часть её высыпаем в цилиндр с водой. При этом обнаруживается, что свойства серы и железа не изменились от того, что их смешали. Железо притягивается магнитом, тонет в воде, а сера не притягивается магнитом, плавает на воде и т. д.

Подробнее...

Расчет относительной плотности газов 

Если взять при одинаковых условиях по 1 л разных газов, то в них будет содержаться одинаковое число молекул. Но веса взятых газов будут различны, так как молекулы одного газа имеют один, а другого – другой молекулярный вес. Очевидно, что один газ будет тяжелее другого во столько раз, во сколько раз каждая его молекула тяжелее молекулы другого газа. Плотности газов, измеренные при одинаковых условиях, относятся как их молекулярные массы

D1/D2 = M1/M2

Пример 1. Во сколько раз кислород тяжелее водорода?

Отношение молекулярных весов этих газов равно 32: 2=16. Следовательно, кислород в 16 раз тяжелее водорода.

Пример 2. Найти молекулярный вес газа, плотность которого по кислороду равна 2.

Если газ тяжелее кислорода в 2 раза, то это значит, что каждая молекула его тяжелее молекулы кислорода в 2 раза. Молекулярный вес кислорода (О2) равен 32, следовательно, молекулярный вес газа 32 · 2 = 64.

Подробнее...

Реакция разложения 

Молекулярная теория помогает глубже понимать некоторые физические явления. Нельзя ли применить её и для изучения химических реакций? Рассмотрим с точки зрения этой теории те изменения, которые происходят при сильном нагревании окиси ртути.

Поместим небольшое количество этого вещества в пробирку и нагреем в пламени горелки. Вскоре мы заметим, что из конца трубки выделяются пузырьки газа и собираются в пробирке, вытесняя из неё воду. Если прекратить нагревание окиси ртути, прекратится и выделение газа; если же возобновить нагревание окиси ртути, газ снова начнёт выделяться.

Спустя минут пять после начала опыта, можно обнаружить в пробирке вместе с красным порошком окиси ртути и серебристые капельки ртути. Тлеющая лучинка, опушенная в собранный в пробирку газ, вспыхивает. По этому признаку мы узнаём, что полученный газ — кислород.

Итак, при нагревании красного порошка окиси ртути получаются два вещества: жидкая серебристая ртуть и газ — кислород.

Подробнее...

Растворимость веществ в воде при температурах 

Так как скорость движения молекул воды увеличивается с повышением температуры, то нужно ожидать, что при высокой температуре они должны действовать более энергично на твёрдое вещество, растворяемое в воде.

Опыт подтверждает это предположение: в горячей воде вещества растворяются скорее, чем в холодной.

А в какой воде — горячей или холодной — больше растворится одного и того же вещества?

Сравним растворимость калиевой селитры в воде при различных температурах. В химический стакан нальём воды и добавим калиевой селитры KNO3 столько, чтобы при самом тщательном перемешивании большая часть её не растворилась.

Раствор, в котором взятое вещество не может более растворятся при данной температуре, называется насыщенным.

В нашем опыте над слоем твёрдой селитры в стакане находится раствор селитры, насыщенный при обыкновенной температуре.

Нагревая эту смесь при постоянном помешивании до 20о, мы получим раствор, насыщенный при 20о. Наполним этим раствором пробирку, а смесь будем нагревать дальше и наливать в пробирки растворы, насыщенные при разных, температурах: при 40о, 60о, 80о, 100о.

Подробнее...

Реакция нейтрализации 

Реакция между кислотой и основанием, в результате которой образуется соль и вода, называется реакцией нейтрализации

Мы изучили реакции взаимодействия кислот с металлами и окислами металлов. При этих реакциях образуется соль соответствующего металла. Основания также содержат металлы. Можно предположить, что кислоты будут взаимодействовать с основаниями тоже с образованием солей. Прильем к раствору гидроокиси натрия NaOH раствор соляной кислоты HCl.

Раствор остается бесцветным и прозрачным, но на ощупь можно установить, что при этом выделяется теплота. Выделение теплоты показывает, что между щелочью и кислотой произошла химическая реакция.

Чтобы выяснить сущность этой реакции, проделаем такой опыт. В раствор щелочи поместим бумажку, окрашенную фиолетовым лакмусом. Она, конечно, посинеет. Теперь из бюретки начнем приливать к раствору щелочи малыми порциями раствор кислоты, пока окраска лакмуса опять изменится из синей в фиолетовую. Если лакмус из синего стал фиолетовым, то это означает, что в растворе не стало щелочи. Не стало в растворе и кислоты, так как в ее присутствии лакмус должен был бы окраситься в красный цвет. Раствор сделался нейтральным. Выпарив раствор, мы получили соль – хлористый натрий NaCl.

Образование хлористого натрия при взаимодействии гидроокиси натрия с соляной кислотой выражается уравнением:

Подробнее...

Растворимость в воде твёрдых веществ 

Вода обладает весьма важным свойством растворять в себе другие вещества.

Слова «раствор» и «растворение» не всегда правильно употребляются в обыденной жизни. Например, говорят о приготовлении «раствора» мела или глины. А между тем как бы тщательно ни разбалтывали порошок мела в воде, всегда получается не прозрачная, а мутная жидкость — взвесь, в которой даже невооружённым глазом (а ещё лучше с помощью микроскопа) можно обнаружить как бы висящие в ней крупинки твёрдого вещества.

Каждая такая крупинка взвеси состоит из многих миллионов молекул. При длительном стоянии эти крупинки оседают на дно сосуда, и жидкость становится в верхних слоях прозрачной, а на дне образуется осадок.

В истинных же растворах нельзя обнаружить даже в самый сильный микроскоп отдельных крупинок твёрдого вещества или капелек какой-либо другой жидкости.

Истинный раствор прозрачен. Он может стоять как угодно долго, и из него не выпадет осадок, если его не охлаждают и не испаряют из него воду.

Чтобы ознакомиться с тем, как растворяются различные твёрдые вещества в воде, проделаем следующий опыт. В четыре маленькие пробирки с маленькими отверстиями в донышках поместим небольшие количества вещества в одну — марганцовокислого калия, в другую — столько же селитры, в третью — гашёной извести, в четвёртую — битого стекла. Опустим все пробирки в цилиндры с водой так, чтобы вода смочила находящиеся в пробирках вещества. Сейчас же в первой пробирке вода окрасится в темно-фиолетовый цвет, а от донышка пробирки ко дну цилиндра протянется фиолетовая струйка раствора марганцовокислого калия.

И по окраске раствора, и по уменьшению количества вещества в пробирке можно заключить, что марганцовокислый калий хорошо растворим в воде.

Подробнее...

Реакция замещения 

Попытаемся узнать, не могут ли атомы какого-либо простого вещества вытеснить другие атомы из молекулы сложного вещества.

За ответом на этот вопрос обратимся к опыту. В качестве простого вещества возьмём железо - чистый железный гвоздь или железную пластинку, а в качестве сложного вещества возьмём хлорную медь, растворённую в воде. Молекула хлорной меди состоит из одного атома меди и двух атомов хлора.

В голубой раствор хлорной меди опустим очищенный от ржавчины железный гвоздь или лезвие ножа. Железо быстро покрывается красным налётом меди, а раствор становится бледно-зелёным, как раствор хлористого железа. Молекула хлористого железа состоит из одного атома железа и двух атомов хлора. Сравнивая атомы и молекулы веществ, вступивших в реакцию и полученных в результате реакции, можно сказать, что атомы железа вытеснили атомы меди из молекул хлорной меди и соединились с атомами хлора, образуя молекулы хлористого железа. Освободившиеся атомы меди образуют слой меди, который и покрывает железный предмет.

Подробнее...

Растворимость в воде жидкостей и газов 

Жидкости и газы тоже растворяются в воде. Среди них различают: хорошо растворимые, плохо растворимые и практически нерастворимые. Винный спирт хорошо растворим в воде, а вода — в спирте. Обе эти жидкости взаимно растворяются в любых отношениях.

Практически нерастворимыми в воде жидкостями можно считать растительное масло и керосин.

К числу хорошо растворимых газов относится хлористый водород HCl. Это бесцветный газ, немного тяжелее воздуха, с резким запахом. О его растворимости в воде можно судить по следующему опыту. В первой склянке находится хлористый водород, во второй склянке — вода. Если в трубку вдуть немного воздуха, то под его давлением из второй склянки часть воды поднимется по трубке, выльется в первую склянку и растворит в себе значительное количество газа — хлористого водорода.

Вследствие этого давление в сосуде станет меньше атмосферного, вода поднимется из нижнего сосуда в верхний по трубке и станет бить фонтаном и после того, как вдувание воздуха прекратилось.

Углекислый газ, кислород тоже растворяются в воде, но значительно хуже, чем хлористый водород. Некоторые газы практически не растворимы в воде. К их числу относится водород.

Подробнее...

Подкатегории

НАУЧНЫЕ РАЗДЕЛЫ