Voda a její roztoky – maturitní otázka z chemie

 

   Otázka: Voda a její roztoky

   Předmět: Chemie

   Přidal(a): Urbánek Matěj

 

 

 

 

VODA

– nejrozšířenější a nejvýznamnější sloučenina vodíku

– výjimečnost vody je dána vlastnostmi jejích molekul

 

ve 3 skupenstvích:

– vodní pára

– kapalná voda

– led

 

– pokrývá téměř ¾ povrchu Země

– nezbytná pro život na Zemi

– tvoří 50-75% lidského těla

 

FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI + STRUKTURA VODY

– za normální teploty je bezbarvá, bez chuti a zápachu

– její teplota tání a varu jsou základní body Celsiovy teplotní stupnice

– za běžných teplot by měla existovat pouze v plynném stavu

– pokud by voda byla složená ze samostatných molekul, tak by led neplaval – platí totiž, že atomy a

molekuly v pevných látkách jsou těsněji uspořádané než v kapalinách (tzn. mají větší hustotu)

– molekuly vody jsou dipóly

– kovalentní vazby O – H jsou silně polární – v blízkosti atomu kyslíku je přebytek elektronů – ty tvoří

záporný pól molekuly

– nedostatek elektronů na atomech vodíku se projevuje jako kladný pól molekuly

– výsledkem je lomený tvar molekuly

– disociuje se na 2 části: vodíkový kation H+ a hydroxidový anion OH

– H3O+ – noniový kation

 

– izolované molekuly H2O jsou jen ve vodní páře – v kapalině se jednotlivé molekuly sdružují

prostřednictvím vodíkových můstků – jsou příčinou některých mimořádných

vlastností vody (např. dobrá tepelná vodivost) – ovlivňují i strukturu důležitých

biologických látek (bílkoviny či nukleové kyseliny)

– stejný typ sil působí i mezi atomy vodíku s atomy prvků s velkou

elektronegativitou (F, O a do jisté míry N)

– vznik vodíkových vazeb nevede ke vzniku nové látky

 

– v kapalné a pevné vodě (ledu) existuje mezi atomy kyslíku a vodíku dvojí vzájemné působení:

1) kovalentní vazby H – O uvnitř molekul

2) vodíkové vazby mezi molekulami H … O –

 

CHEMICKÉ VLASTNOSTI

– voda je známá jako reaktant nebo reakční produkt, rozpouštědlo a reakční prostředí při mnoha

důležitých reakcí

– patří mezi nejstálejší sloučeniny – rozkládá se až za velmi vysokých teplot

– za běžné teploty reaguje s alkalickými kovy a kovy alkalických zemin, přičemž vzniká H a příslušný

hydroxid

– významné jsou acidobazické vlastnosti:

– přijme-li molekula vody proton => vznikne hydroxoniový kation H3O+

– uvolní-li se proton, vznikne hydroxidový anion OH

– s kyselinotvornými oxidy voda reaguje za vzniku kyselin, se zásadotvornými oxidy vznikají hydroxidy

 

VODA JAKO ROZPOUŠTĚDLO

– rozpouštějí se v ní četné anorganické i organické látky, které jsou v plynném, kapalném i pevném

skupenství

– iontové sloučeniny (např. NaCl) a mnohé molekuly s polárními vazbami se ve vodě rozpouštějí za

vzniku hydratovaných iontů – roztok s hydratovanými ionty je roztok elektrolytu (->

elektrolytická disociace)

– malá rozpustnost kyslíku je způsobena tím, že nepolární molekula kyslíku je k molekulám vody

přitahována jen velmi slabými silami

 

dobře rozpustné sloučeniny:

– soli alkalických kovů a amonné soli

– dusičnany a octany většiny kovů (př. AgNO3)

– většina chloridů a bromidů

– většina síranů

 

málo rozpustné sloučeniny:

– křemičitany

– uhličitany

– fosforečnany

– sulfidy

– hydroxidy

 

– rozpustnost sloučeniny se udává obvykle v g na 100g H2O

nasycený roztok = roztok, který je v rovnováze s nerozpuštěnou sloučeninou

 

– síran barnatý (BaSO4) – pohlcuje rentgenové záření

– rozpustné sloučeniny barya patří mezi toxické látky

– málo rozpustný ve vodě

 

VODA JAKO PROSTŘEDÍ

– ve vodě snadno probíhá mnoho chemických reakcí mezi rozpouštěnými reaktanty, které by za jiných

podmínek neproběhly (př. smísení suchých krystalů NaCl a AgNO3 => neproběhne, ale smísení

jejich vodných roztoků ano)

– vodné roztoky (nebo vodné emulze a suspenze) lze snadno převádět do míst, kde spolu mají

reagovat – v organismech se tak transportují živiny a zplodiny metabolismu

 

– hydráty – mnohé krystalické látky (hl. anorganické soli a minerály) obsahující ve svých strukturách

vázané molekuly vody (např. sádrovec: CaSO4 . 2 H2O)

– vznikají obvykle krystalizací příslušných solí z vodných roztoků, ale i pohlcováním vzdušné

vlhkosti bezvodou solí

– látky, pohlcující vodu ze vzduchu, se nazývají hygroskopické

– některé látky se používají jako sušidla plynů, kapalin i pevných látek

– některé hydráty na vzduchu krystalovou vodu ztrácejí (větrají) a mění se v prášek

 

– čistá voda se získává destilací nebo pomocí ionixů – jsou to přírodní křemičitany nebo syntetické

pryskyřice, které mají schopnost zachycovat z roztoků kationty nebo anionty a

uvolňovat H3O, popř. Na+ či OH

– nezávadná pitná voda se získává působením chloru a ozonu popř. ultrafialového záření na předem

vyčištěnou vodu

– destilovaná voda je v podstatě jen H2O a není vhodná k požívání

– má malou koncentraci noniových a hydroxidových iontů a proto nevede elektrický proud

– užitková voda není určena ke konzumaci  ani vaření, ale měla by být hygienicky nezávadná

– příčinou nebezpečí úrazu elektrickým proudem ve vlhkém prostředí je přítomnost různých iontů

v pitné a užitkové vodě

 

tvrdost vody

a) přechodná – způsobují ji hydrogenuhličitany, které lze odstranit povařením

(hydrogenuhličitan přechází za vyšší teploty na nerozpustný uhličitan)

b) trvalá – způsobují ho zejména sírany (lze je odstranit přidáním uhličitanu sodného)

– ke změkčování vody se používají také ionexy a detergenty

 

– rozpouštěné plyny unikají z vody při zahřívání ve formě bublinek, některé ionty vytvářejí

nerozpustné sloučeniny a ty tvoří na stěnách nádob nebo na topných tělesech vodní kámen






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: