Химические свойства воды

Химические свойства воды. Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию.

Однако при температурах выше 1000 С водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород 2Н О Н О Процесс разложения вещества в результате его нагревания называется термической диссоциацией. Термическая диссоциация воды протекает с поглощением теплоты. Поэтому, согласно принципу Ле Шателье, чем выше температура, тем в большей степени разлагается вода. Однако даже при 2000 С степень термической диссоциации воды не превышает 2, т.е. равновесие между газообразной водой и продуктами ее диссоциации водородом и кислородом все еще остается сдвинутым в сторону воды. При охлаждении же ниже 1000 С равновесие практически полностью сдвигается в этом направлении.

Вода весьма реакционноспособное вещество. Оксиды многих металлов и неметаллов соединяются с водой, образуя основания и кислоты некоторые соли образуют с водой кристаллогидраты наиболее активные металлы взаимодействуют с водой с выделением водорода.

Вода обладает также каталитической способностью. В отсутствие следов влаги практически не протекают некоторые обычные реакции например, хлор не взаимодействует с металлами, фтороводород не разъедает стекло, натрий не окисляется в атмосферы воздуха. Вода способна соединяться с рядом веществ, находящихся при обычных условиях в газообразном состоянии, образуя при этом так называемые гидраты газов. Примерами могут служить соединения Хе Н О, CI H O, С Н Н О, С Н Н О, которые выпадают в виде кристаллов при температурах от 0 до 24 С обычно при повышенном давлении соответствующего газа. Подобные соединения возникают в результате заполнения молекулами газа гостя межмолекулярных полостей, имеющихся в структуре воды хозяина они называются соединениями включения или клатратами. В клатратных соединениях между молекулами гостя и хозяина образуются лишь слабые межмолекулярные связи включенная молекула не может покинуть своего места в полости кристалла преимущественно из-за пространственных затруднений Поэтому клатраты неустойчивые соединения, которые могут существовать лишь при сравнительно низких температурах.

Клатраты используют для разделения углеводородов и благородных газов.

В последнее время образование и разрушение клатратов газов пропана и некоторых других успешно применяется для обессоливания воды. Нагнетая в соленую воду при повышенном давлении соответствующий газ, получают льдоподобные кристаллы клатратов, а соли остаются в растворе.

Похожую на снег массу кристаллов отделяют от маточного раствора и промывают, Затем при некотором повышении температуры или уменьшении давления клатраты разлагаются, образуя пресную воду и исходный газ, который вновь используется для получения клатрата. Высокая экономичность и сравнительно мягкие условия осуществления этого процесса делают его перспективным в качестве промышленного метода опреснения морской воды. 5. Тяжелая вода. При электролизе обычной воды, содержащей наряду с молекулами Н О также незначительное количество молекул O, образованных тяжелым изотопом водорода, разложению подвергаются преимущественно молекулы Н О. Поэтому при длительном электролизе воды остаток постепенно обогащается молекулами O. Из такого остатка после многократного повторения электролиза в 1933 г. впервые удалось выделить небольшое количество воды состоящей почти на 100 из молекул О и получившей название тяжелой воды. По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды таблица.

Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной.

Тяжелую воду применяют в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах. КонстантаН О ОМолекулярная масса1820Температура замерзания, С,03,8Температура кипения, С,100101,4Плотность при 25С, гсм Температура максимальной плотности, С0,9971 41,1042 11,6