Свойства воды, структура, загрязнители и защита воды от загрязнения

| 2 октября, 2021 | Химия

Вода обладает способностью растворять большинство ионных соединений, потому что вода является хорошим полярным растворителем. Высокая температура кипения воды из-за наличия водородных связей между молекулами воды . Наличие водородных связей между молекулами воды за счет более высокую электроотрицательность из кислорода по сравнению с водородом.

Вода очень важна для выживания всех живых организмов и имеет несколько применений в сельскохозяйственных, промышленных и личных областях.

Структура воды

Молекула воды образована из одного кислородного атома (O) с двумя атомами водорода (2Н) соединены друг с другом с помощью двух отдельных ковалентных связей, угол между ними составляет 104,5 °.

Связи между молекулой воды

Между полярными молекул воды происходит тип слабого электростатического притяжения , известное как водородная связь за счет более  высокой электроотрицательность  из кислорода по сравнению с водородом.

Водородная связь представляет собой тип слабого электростатического притяжения , которая происходит между молекулами некоторых полярных соединений . Водородные связи между молекулами воды слабее ковалентных связей между атомами в тех же молекулах. Однако водородные связи считаются наиболее важными факторами, ответственными за аномальные свойства воды .

Свойства воды

Физические свойства

  1. Он существует в трех состояниях.
  2. Это хороший полярный растворитель
  3. Повышение температуры кипения и замерзания
  4. Его плотность уменьшается при замораживании.

Вода существует в трех состояниях: Вода — это уникальное вещество из-за того, что она существует в трех состояниях при обычной температуре: твердое состояние = лед. Жидкое состояние = Вода. Газообразное состояние = водяной пар.

Вода — хороший полярный растворитель: наполните три стакана равным количеством воды . Положите ложку столового сахара в первый стакан, ложку поваренной соли во второй и несколько капель пищевого масла в третий при перемешивании, чтобы вы заметили, что и сахар, и поваренная соль растворяются в воде, а масло — нет. т растворяться.

Большинство ковалентных соединений, таких как масло, не могут растворяться в воде, поскольку не могут образовывать водородные связи с водой. Вода является хорошим растворителем для м ОСТА ионных соединений (таких как хлорид натрия [поваренная соль], и з OMe ковалентных соединений (например, сахар), которые могут образовывать водородные связи с водой .

Поваренная соль растворяется в воде, потому что вода является хорошим полярным растворителем для большинства ионных соединений (в виде поваренной соли). Сахар растворяется в воде, хотя он входит в число ковалентных соединений, потому что молекулы сахара образуют водородные связи с молекулами воды . Масло не растворяется в воде, потому что это ковалентное соединение, которое не может образовывать водородные связи с водой , поэтому оно не растворяется в ней.

Повышение температуры кипения воды и ее точки замерзания: Предполагалось, что: точка кипения воды ниже (100 ° C), точка замерзания воды ниже (0 ° C), но при нормальном атмосферном давлении . Чистая вода кипит при (100 ° C), а замерзает при (0 ° C), это связано с наличием водородных связей между ее молекулами.

Плотность воды уменьшается при замерзании: вода не похожа на все остальное. где ее плотность в твердом состоянии (лед) ниже, чем ее плотность в жидком состоянии (вода), потому что, когда температура воды становится меньше 4 ° C, молекулы воды собираются вместе водородными связями, образуя гексагональные частицы большого размера. кристаллы льда с множеством промежутков между ними, поэтому его объем увеличивается и, следовательно, его плотность.

Наивысшее значение плотности чистой воды при 4 ° C. Наименьшее значение плотности чистой воды при 0 ° C. Лед плавает на поверхности воды, потому что плотность льда меньше плотности воды . Плотность соленой воды больше, чем у пресной, поэтому купаться в море легче, чем плавать в бассейнах.

Хотя вода океанов замерзает в полярных зонах, водные существа все еще живы из-за образования слоя льда на поверхности жидкой воды, которая защищает глубоководные воды от замерзания, что сохраняет жизнь морских организмов в них. Если поместить стеклянную бутылку с водой в морозильную камеру, она разбивается (взрывается), потому что при замерзании воды ее объем увеличивается.

Быстро растворить лед в морозильной камере после отключения электрического тока от холодильника можно двумя способами: поставить емкость с горячей водой в морозильную камеру и закрыть холодильник. или с помощью фена направить поток горячего воздуха на образовавшийся лед.

Химические свойства

  1. Имеет нейтральный эффект на обеих лакмусовых бумажках.
  2. Электролиз из воды .

Вода оказывает нейтральное воздействие на обе лакмусовые бумажки: положите две лакмусовые бумажки (синюю и красную) в таз с чистой водой. Цвет двух листов (синего и красного) не меняется. Чистая вода оказывает нейтральное воздействие на обе лакмусовые бумажки (синюю и красную). Чистая вода не влияет на синюю и красную лакмусовые бумажки, потому что чистая вода имеет нейтральный эффект на обе лакмусовые бумажки.

Электролиз воды

  1. Сформируйте электрическую схему электролиза воды.
  2. Замкните цепь на 10 мин.
  3. Поднесите светящуюся шину к газу, образующемуся на катоде и аноде.
  4. Сравните объем выделяющегося газа над отрицательным полюсом (катодом) и объем выделяющегося газа над положительным полюсом (анодом).

Наблюдение:

  1. Выделившийся газ над катодом горит с хлопком, в то время как выделяющийся газ над анодом делает светящуюся шину более светящейся.
  2. Объем выделяющегося газа над катодом в два раза больше объема выделяющегося газа над анодом.

Заключение:

  1. На катоде выделяется газообразный водород.
  2. Газообразный кислород выделяется на аноде.
  3. Подкисленная вода разлагается под действием электричества на два элемента (водород и кислород), объем газообразного водорода в два раза больше объема газообразного кислорода в соотношении 2: 1 по объему соответственно.

2H 2 O → 2H 2 ↑ + O 2 ↑

Идея работы вольтаметра Гофмана используется для электролиза подкисленной воды. Соотношение между объемом газообразного водорода и газообразного кислорода при электролизе воды:

Объем газообразного водорода на катоде = 2 × Объем газообразного кислорода на аноде

Добавление нескольких капель разбавленной серной кислоты (или карбоната натрия) в чистую воду во время ее электролиза с помощью вольтаметра Гофмана, чтобы вода проводила электричество , тогда как чистая вода является плохим проводником электричества .

Свечение шины увеличивается по мере приближения ее к аноду вольтаметра Хофмана во время электролиза подкисленной воды, поскольку на аноде выделяется газообразный кислород, который увеличивает свечение шины.

Загрязнение воды

Постоянный рост сельскохозяйственной, промышленной и развивающей деятельности приводит к загрязнению воды . Загрязнение воды — это добавление в воду любого вещества, которое вызывает непрерывное постепенное изменение свойств воды, влияющее на здоровье и жизнь живых существ.

Загрязняющие воду вещества и их вред

Загрязнители окружающей среды обычно делятся на два вида:

  1. Природные загрязнители, Источники: Природные явления. Примеры: молния, сопровождающаяся грозой, смерть живых организмов и извержения вулканов.
  2. Искусственные загрязнители, источники: различные виды деятельности человека. Примеры: чрезмерное использование химических инсектицидов и удобрений, сброс сточных вод, производственные отходы и утечка нефтяного масла в моря и реки, сжигание угля и нефти, что приводит к образованию кислотных дождей и смога.

Типы загрязнения воды

Загрязнение воды подразделяется на 4 основных типа: биологическое загрязнение, химическое загрязнение, тепловое загрязнение и радиационное загрязнение:

Биологическое загрязнение происходит из-за смешивания отходов животных и человека с водой, вред — заражение многими заболеваниями, такими как бильгарциоз, брюшной тиф и гепатит.

Химическое загрязнение происходит из-за сброса заводских отходов и сточных вод в моря, реки и каналы. Вред: увеличение концентрации некоторых элементов, причиняющих большой вред:

  • гибель клеток головного мозга при постоянном поедании рыбы, тела которой содержат высокую концентрацию свинца.
  • Слепота: при постоянном питье из воды, содержащей высокую концентрацию ртути.
  • Повышает уровень инфицирования раком печени : при постоянном питье воды, содержащей мышьяк.

Термическое загрязнение происходит из-за повышения температуры в какой-то морской зоне, в которой для охлаждения ядерных реакторов используется вода. Повреждения: уничтожьте морских существ, обитающих в этих зонах, из-за отделения растворенного в воде кислорода .

Радиационное загрязнение происходит из-за сброса атомных отходов в океаны и моря, а также утечки радиоактивных материалов из ядерных реакторов , что увеличивает уровень заражения раком . Ядерные реакторы вызывают как термальное загрязнение воды, так и радиационное загрязнение воды.

Защита воды от загрязнения

Чтобы защитить воду от загрязнения в Египте, необходимо учитывать множество правил поведения , таких как:

  1. Предотвращение избавления от сточных вод, отходов заводов и трупов животных в реках или каналах.
  2. Дезинфекция резервуаров с питьевой водой, которые периодически устанавливаются на крышах зданий.
  3. Не храните водопроводную воду в пустых пластиковых бутылках, потому что пластик вступает в реакцию с газообразным хлором (который используется в качестве дезинфицирующего средства для воды ), что приводит к увеличению заболеваемости раком .
  4. Распространение экологической осведомленности среди людей о защите воды от загрязнения.
  5. Разработка станции очистки воды и периодический анализ для определения пригодности воды для питья.