11 Фізичні та хімічні властивості води

The Фізико-хімічні властивості води зробити її найважливішою сполукою на планеті, яка об’єднує природні екосистеми, будучи фундаментальними для підтримки і відтворення життя на планеті.

Вода, життєво важливий ресурс для існування на планеті, не має запаху, несмачна і безбарвна, з 97,2% – у морях, озерах, річках і океанах, а інші 2,8% – у вигляді прісної води..

З 640-х рр. До н.е. грецький філософ Фалес з Мілету стверджував, що вода – це все, вважаючи її основним елементом Всесвіту..

У 18 столітті вони спростували Фалеса з Мілету, коли англійський хімік Кавендіш, який синтезував воду з спалювання повітря і водню, і Лавуазьє, запропонував, що вода не є елементом, а хімічною сполукою..

Основні фізико-хімічні властивості води

Фізичні властивості

1- Можна знайти в трьох станах матерії

Вода – це хімічна сполука, яку можна знайти в твердій, рідкій і газоподібній формі.

У своїй твердій фазі частинки тісно пов’язані один з одним, отже, наприклад, кубик льоду може зберігати свою форму на час незалежно від того, де він занурений.

У своєму твердому стані вода зазвичай зустрічається у вигляді льоду в сніжинках, льодовиках і полярних крижаних шапках.

У своїй рідкій фазі молекули, що розділяються, роблячи воду, можуть приймати форму контейнера, що його містить.

Його можна зустріти в природі як дощ, краплі води, у вигляді роси на рослинність і в океанах, річках, озерах і морях.

А в газовій фазі молекули повністю відокремлені і невпорядковані, що призводить до того, що вода перетворюється на газ або водяну пару і може знайти її у вигляді туману і пари, як у випадку з хмарами..

Завдяки цій властивості існують процеси випаровування, конденсації, сублімації, заморожування, плавлення і випаровування..

Це процеси, за допомогою яких вода залишає рідке стан, щоб стати водяною парою і замерзає, поки не впаде у вигляді дощу або граду, не зможе вийти з морозу або льоду і навіть пізніше з відливанням тепла.

Можливо, вас зацікавлять держави води: тверді, рідкі та газоподібні.

2 – Він має стабільні температурні маркери

Вода досягає своєї точки замерзання при нульових градусах Цельсія, а її точка кипіння – на сто градусів.

Отже, поки вода має температуру більше нуля градусів і менше сотні, вона завжди буде в рідкому стані.

3- Він має високий індекс теплоємності

Цей показник відноситься до кількості тепла, яке речовина може поглинати. У випадку води вона має певну теплоту, що вища, ніж будь-яка інша речовина, отже, вона може поглинати велику кількість тепла, а її температура падає повільніше, ніж інші рідини, коли вона вивільняє енергію при охолодженні.

4 – Поверхневий натяг високий

Розуміння цього до кількості енергії, необхідної для збільшення площі поверхні рідини на одиницю площі.

У випадку води, молекули, які входять до її складу, є єдиними і мають велику силу зчеплення, тому його сферична геометрія досягає максимального обсягу в мінімальній площі.

Поверхневий натяг – це фізичний ефект, який утворює своєрідну тверду еластичну мембрану в поверхневому шарі води, що знаходиться в стані спокою.

Це дозволяє, наприклад, комахам відпочивати на крапельках води без опускання або для того, щоб краплі води залишалися в спокої, зберігаючи свій обсяг у невеликому просторі..

Хімічні властивості

5- Склад

Вода утворена атомом кисню і двома атомами водню, простою молекулою, що має полярні зв’язки, які дозволяють встановити водневі зв’язки між сусідніми молекулами..

Це посилання має велике значення, оскільки воно дає властивості води, які дозволяють їй мати більшу масу, і досягати високих температур плавлення і кипіння, фундаментальних для того, щоб вода перебувала в рідкому стані в землі.

6- Універсальний розчинник

Завдяки цьому він може розчиняти більше речовин, ніж будь-яка інша рідина. Його молекули є полярними, отже, вони мають області позитивних і негативних зарядів.

Аналогічно, його молекули є двополярними, тобто центральний атом кисню розділяє пару електронів з кожним з двох атомів водню, що робить його великим розчинним середовищем для іонних сполук, таких як мінерали і вуглеводи..

Ця властивість води обумовлена ​​її здатністю утворювати водневі мости з іншими речовинами, які розчиняються при взаємодії з полярними молекулами води..

7 – Молекули мають високу силу зчеплення

Їх молекули, залучаючи один одного, залишаються пов’язаними один з одним. Маючи молекули водню, вони несуть відповідальність за те, щоб вони щільно стояли разом, утворюючи компактну структуру, яка перетворює воду в незрозумілу рідину завдяки її високій міцності на зчеплення..

8- Її щільність 1кг / л

Ця щільність зростає при зниженні температури, досягаючи максимальної щільності 4 градуси.

Саме завдяки цій властивості лід може плавати у воді, тому, коли озеро або море замерзає, шар льоду плаває на поверхні, ізолюючи решту тіла води, запобігаючи його відтавання..

9 – Низький ступінь іонізації,

Це пояснюється тим, що тільки одна з кожних 551 000 000 молекул води дисоціюється в іонній формі. Тому рН води вважається нейтральним.

10- Форма комплексної комбінації

Він здатний утворювати складні комбінації шляхом зв’язування з деякими солями, даючи при цьому гідрати, речовини, що містять воду.

Крім того, вода реагує з багатьма металевими і неметалевими оксидами для утворення гідроксидів і оксацидів.

11- Генерує гідрофобний ефект

Це явище, яке можна побачити, коли неполярні речовини контактують з водою.

Гідрофобні молекули прагнуть агрегувати і зв’язувати, за винятком молекул води, будучи яскравим прикладом цього властивості того факту, що при приєднанні води з маслом суміш поділяється на водну фазу і іншу олію..

Список літератури

1. Вода. Отримано 2 серпня 2017 року від vitalis.net.
2. Azcona, A. і Fernández, M. (2012). Властивості та біологічні функції води. Отримано 2 серпня 2017 року від ucm.es.
3. Питома теплова і калорійність. Отримано 2 серпня 2017 року з сайту corinto.pucp.edu.pe.
4. Зміни стану води в природі. Отримано 3 серпня 2017 р. З tutiempo.net.
5. (2013). П’ять властивостей води. Отримано 3 серпня 2017 року з сайту owlcation.com.
6. Pérez, J. та Borge, M. Вода: обсяги і склад рідин організму. Отримано 2 серпня 2017 р. Від unican.es.
7. Властивості води. Отримано 3 серпня 2017 року від homesciencetools.com.
8. Властивості води. Отримано 3 серпня 2017 року від lineaverdeceutatrace.com.
9. Поверхневий натяг. Отримано 3 серпня 2017 року з definicion.de.
10. Що таке гідрофобний ефект? Отримано 3 серпня 2017 року з сайту curiosoando.com.
11. S Міністерство внутрішніх справ.Властивості води. Отримано 2 серпня 2017 року з сайту water.usgs.gov.
12. Valenzuela, L. Хімія води. Отримано 3 серпня 2017 від educarchile.cl.
13. Хімія води. Отримано 3 серпня 2017 р. З science.uwaterloo.ca.

урок біології 9 клас “Вода та її основні фізико-хімічні властивості. Біологічне значення води”

Мета: ознайомити учнів з особливостями будови молекули води та її фізико-хімічними властивостями; вивчити поняття гідрофобності, гідрофільності та амфіфільності; розкрити біологічне значення води для живих організмів; виховувати в учнів відповідальне й дбайливе ставлення до природи.

Тема: Вода та її основні фізико-хімічні властивості. Біологічне значення води.

Тип уроку: комбінований.

Мета: ознайомити учнів з особливостями будови молекули води та її фізико-хімічними властивостями; вивчити поняття гідрофобності, гідрофільності та амфіфільності; розкрити біологічне значення води для живих організмів; виховувати в учнів відповідальне й дбайливе ставлення до природи.

Базові поняття: гідрофобність, гідрофільність, амфіфільність.

Методи: словесні — розповідь, бесіда; наочні — демонстрація таблиць, схем, роздатковий матеріал.

Методичні прийоми: логічні — постановка проблеми, складання структурно-логічних схем, формулювання висновків, узагальнення.

Державні вимоги щодо рівня підготовки учнів:

– будову, властивості та біологічну роль води;

– вмісту води в різних організмах та співвідношення її кількості в органах людини.

– про значення отриманих знань у життєдіяльності людини.

План уроку:

1. Організаційний етап (2 хв);
2. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності (5 хв)
3. Вивчення нового матеріалу (20 хв)

• Вода у природі
• Вміст води в живих організмах
• Характеристика води
• Робота біля дошки

1. Узагальнення, систематизація й контроль знань та вмінь учнів (8 хв)
2. Самостійна робота учнів (5 хв)
3. Підбиття підсумків уроку (3 хв)
4. Домашнє завдання (2 хв)

Хід роботи

Антуан де Сент –Екзюпері : « Не можна сказати, що ти необхідна для Життя, ти саме Життя …Ти найбільше багатство у світі»

Що саме мав на увазі автор вислову? Вірно, мова йде саме про ВОДУ.

Вода є найпоширенішим мінералом у навколишньому середовищі. Основна маса води зосереджена в океанах і морях (близько 94%), більше 4% води знаходиться в земній корі, в льодовиках Арктики і Антарктики, гірських регіонах у вигляді льоду містяться інші 1, 7 % води. Частка прісної води складає всього 2% від її загальних запасів у світі.

Чиста вода не має кольору і запаху, прозора. Вода характеризується унікальними властивостями, яких позбавлені інші природні тіла. Даний мінерал знаходиться в природі в трьох агрегатних станах – твердому, рідкому, газоподібному, причому безперервно здійснюється його перехід з одного стану в інший. Швидкість цього процесу визначається температурою атмосферного повітря.

Фото 1. Лід, рідина , пар

У природі вода присутня всюди. Водою наповнені водойми різного рівня, як великі, так і дрібні. Вода є в надрах планети, в атмосфері у формі водяної пари, виступає одним з основних компонентів тканин абсолютно всіх живих істот. Наявність води – обов’язкова умова життєвої активності клітин.

Вміст води у різних організмах та окремих органах людини.

В особин чоловічої статі вміст води в клітинах становить в середньому 63%, жіночої – 52%. Це обумовлено тим,що у жіночому тілі багато жирової тканини, в клітинах якої мало води. Проте цей показник залежить від вікових даних та антропометричних показників(маса тіла, зріст) організму.

Жирова тканина 40%

Печінка людини 70%

Ембріон людини 97,5 – 90 %

Доросла людина 70%

Літня людина 50-60%

Молоді листки рослин 90%

Старі листки рослин 65%

Зерно пшениці 14%

Дощовий черв’як 84%

(робота біля дошки – наклеювання стікерів (властивості води) з коментуванням на намальований стакан)

• Зміна агрегатного стану – твердий, рідкий та газоподібний – забезпечує природний баланс шляхом крогообігу води в природі
• Середовище існування (одноклітинні – амеби, хламідомонада, інфузорія-туфелька, евглена зелена, риби,ссавці, земноводні, ворості, водні рослини)
• Антифризна роль – у води велика температура плавлення і саме це перешкоджає утворенню кристалів в середині клітин живих організмів при зниженні температури, тож за рахунок цього рослини та комахи здатні переносити значні морози, перебуваючи при цьому в стані діапаузи.
• Поверхневий натяг води – на межі з газом рідина утворює вільну поверхню, на молекули рідини діють сили притягання сусідніх молекул. Завдяки цьому по поверхні води можуть пересуватися тварини, зокрема комахи.
• Підтримання структури клітин – вода свого роду є каркасом, опорою для клітини, забезпечуючи стійкість просторової організації клітини та тургор. Доказом цього можна взяти приклад, коли в’януть квіти, якщо їх не поливати.
• Поширення насіння, плодів, личинок – розповсюдження видів.
• Мастильна рідина – зменшує тертя суглобів в організмі хребетних тварин.
• Універсальний розчинник – завдяки хімічній структурі молекула води полярна: атом Гідрогену має частково позитивний заряд,а Оксигену частково негативний. У цілому молекула води електронейтральна. Сусідні молекули води притягуються між собою за рахунок сил електростатичної взаємодії. За розчинністю у воді є гідрофільні (добре розчинні) та гідрофобні (не розчинні).
• Терморегуляція – вода має велику теплоємність, тобто здатність до випаровування (потовиділення у ссавців, транспірація у рослин)
• Теплопровідність – висока, що дозволяє воді швидко передавати тепло від одної частини тіла до іншої запобігаючи перегріву певного органа.
• Біохімічні реакції- вода є учасником протікання більшості реакцій, які відбуваються в живому організмі
• Транспортна функція – транспорт речовин (флоема, ксилема – рослин, кров – тварин)
• Пророщення насіння – вода неорганічна речовина, яка є основою життя та передумовою, появи живого.
• Втамування спраги – при значних втратах рідини організму, компенсація здійснюється за рахунок поновлення водного дефіциту
• Гігієна, побутове та промислове значення

Виконання тестових завдань (самоперевірка) Додаток 1

Підбиття підсумків уроку (фронтальне опитування)

1. Охарактеризуйте воду з точки зору хімії.
2. Поясніть чому вода займає життєво необхідна для живих організмів.
3. Що нового про воду ви дізналися під час заняття?
4. Чи треба берегти воду? Чому?

Домашнє завдання – Додаток 2

1. Заповнити таблицю.
2. 2. Написати сенкан до слова «ВОДА».