Химические свойства

Особенно важны способность её молекул диссоциировать (распадаться) на ионы и способность воды растворять вещества разной химической природы.

Роль воды как главного и универсального растворителя определяется прежде всего полярностью её молекул и, как следствие, её чрезвычайно высокой диэлектрической проницаемостью. Разноимённые электрические заряды, и в частности ионы, притягиваются друг к другу в воде в 80 раз слабее, чем притягивались бы в воздухе. Силы взаимного притяжения между молекулами или атомами погружённого в воду тела также слабее, чем в воздухе. Тепловому движению в этом случае легче разбить молекулы. Оттого и происходит растворение, в том числе многих труднорастворимых веществ: капля камень точит.

Лишь незначительная доля молекул (одна из 500 000 000) подвергается электролитической диссоциации по схеме:

Однако, приведённое уравнение условное: не может существовать в водной среде лишённый электронной оболочки протон Н⁺. Он сразу соединяется с молекулой воды, образуя ион гидроксония Н₃О⁺, который в свою очередь объединяется с одной, двумя или тремя молекулами воды в Н₃О⁺ , Н₅О₂⁺ , Н₇О₃⁺

Электролитическая диссоциация воды – причина гидролиза солей слабых кислот и (или) оснований. Степень электролитической диссоциации заметно возрастает при повышении температуры.

Образование воды из элементов по реакции:

- 242 кДж/моль для пара

- 286 кДж/моль для жидкой воды

-при низких температурах в отсутствии катализаторов происходит крайне медленно, но скорость реакции резко возрастает при повышении температуры, и при 550⁰ С она происходит со взрывом. При понижении давления и повышении температуры равновесие сдвигается влево.

Вода – реакционноспособное соединение.

Вода окисляется атомарным кислородом:

При взаимодействии с F₂ образуется НF, а также О₂ ;О₃ ; Н₂О₂ ; F₂О и другие соединения.

С остальными галогенами при низких температурах вода реагирует с образованием смеси кислот Н Г и Н Г О.

При обычных условиях с водой взаимодействует до половины растворённого в ней Сl₂ и значительно меньшие количества Br₂ и J ₂ .

При повышенных температурах СI₂ и Br₂ разлагают воду с образованием НГ и О₂ .

При пропускании паров воды через раскалённый уголь она разлагается и образуется так называемый водяной газ:

При повышенной температуре в присутствии катализатора вода реагирует с СО; СН₄ и другими углеводородами, например:

Эти реакции используют для промышленного получения водорода.

Фосфор при нагревании с водой под давлением в присутствии катализатора окисляется в метафосфорную кислоту:

Вода взаимодействует со многими металлами с образованием Н₂ и соответствующего гидроксида.

Со щелочными и щелочно-земельными металлами (кроме Мg ) эта реакция протекает уже при комнатной температуре. Менее активные металлы разлагают воду при повышенной температуре, например, Мg и Zn – выше 100⁰ С; Fe – выше 600⁰ С:

При взаимодействии с водой многих оксидов образуются кислоты или основания.

Вода может служить катализатором, например, щелочные металлы и водород реагируют с CI₂ только в присутствии следов воды.

Иногда вода – каталитический яд, например, для железного катализатора при синтезе NH₃.

Поиск по сайту: