Физические и химические свойства воды

Научиться различать физические и химические свойства воды и понимать, как они проявляются в окружающем мире.

Вода — основа жизни на Земле. Понимание её свойств помогает объяснить, почему вода растворяет многие вещества, почему она участвует в химических реакциях в живых организмах и в природе, а также как человек использует эти свойства в быту и промышленности.

• Вода — единственное вещество на Земле, которое в природных условиях существует в трёх агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном.
• Физические свойства воды (температура кипения, плавления, плотность) аномальны по сравнению с другими веществами, что имеет огромное значение для жизни на Земле.
• Вода — полярное вещество, поэтому она хорошо растворяет другие полярные вещества (соли, кислоты, сахар) и плохо — неполярные (жиры, масла).
• Химические свойства воды определяются её составом (H₂O) и способностью вступать в реакции с различными классами веществ.
• Вода может быть как окислителем, так и восстановителем в химических реакциях.
• Реакция воды с оксидами металлов и неметаллов приводит к образованию оснований и кислот соответственно.

Физические свойства

Свойства вещества, которые можно наблюдать и измерять без изменения его химического состава (агрегатное состояние, температура кипения, плотность, растворимость).

Химические свойства

Способность вещества вступать в химические реакции, превращаясь в другие вещества.

Растворитель

Вещество, в котором растворяются другие вещества, образуя однородную смесь — раствор.

Гидратация

Процесс присоединения молекул воды к частицам растворённого вещества.

Электролиз

Разложение вещества под действием электрического тока.

• Температура кипения воды при нормальном давлении составляет 100 °C, а температура плавления (замерзания) — 0 °C.
• Плотность воды максимальна при 4 °C и равна 1 г/мл (или 1000 кг/м³). Лёд легче жидкой воды, поэтому плавает на её поверхности.
• Вода — полярное вещество, поэтому она хорошо растворяет ионные и полярные соединения (соли, кислоты, сахар).
• При реакции воды с активными металлами (например, натрием, калием) выделяется водород и образуется щёлочь: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑.
• Вода реагирует с оксидами металлов, образуя основания (например, CaO + H₂O → Ca(OH)₂), и с оксидами неметаллов, образуя кислоты (например, CO₂ + H₂O → H₂CO₃).
• Вода вступает в реакцию с некоторыми солями, образуя кристаллогидраты (например, CuSO₄ + 5H₂O → CuSO₄·5H₂O).

1. Пример 1случай

   Когда мы растворяем сахар в чае, вода выступает как растворитель, а сахар

   Пояснение

   • как растворяемое вещество
2. Пример 2случай

   Если бросить кусочек натрия в воду, он начнёт бурно реагировать, выделяя водород,

   Пояснение

   • это пример химического свойства воды
3. Пример 3случай

   Гашёная известь (Ca(OH)₂) получается при реакции негашёной извести (CaO) с водой

   Пояснение

   • это реакция воды с оксидом металла
4. Пример 4случай
   • Дождевая вода, проходя через воздух, растворяет углекислый газ, образуя слабую угольную кислоту, — поэтому дождь бывает слегка кислым

• Если бы лёд был тяжелее жидкой воды, водоёмы промерзали бы до дна, и жизнь в них погибла бы.
• Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная, — этот эффект называется эффектом Мпембы (хотя учёные до сих пор спорят о его причинах).
• Вода — одно из немногих веществ, которые при замерзании расширяются, а не сжимаются.

• При работе с водой и химическими веществами, особенно с активными металлами, необходимо соблюдать осторожность: реакции могут быть бурными и сопровождаться выделением тепла и газов.
• Нельзя пробовать вещества на вкус и нюхать их без разрешения учителя.

• Строение молекулы воды
• Растворы и растворимость
• Оксиды и их свойства
• Основания и кислоты