Як хімія досліджує воду?
Хімія вивчає склад води, елементи з яких складається вода. Хіміки вивчають як вода вступає в реакцію з різними речовинами, як відбувається реакція, що утворюється в результаті.
Вода – дуже активна в хімічному відношенні речовина.
Хімічні властивості води:
1) Вода реагує з багатьма металами з виділенням водню:
2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (бурхливо)
2K + 2H2O = H2 + 2KOH (бурхливо)
3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (тільки при нагріванні)
Не всі, а тільки досить активні метали можуть брати участь в окисно-відновних реакціях цього типу. Найбільш легко реагують лужні і лужноземельні метали I і II груп.
З неметалів з водою реагують, наприклад, вуглець і його водневе з’єднання (метан). Ці речовини набагато менш активні, ніж метали, але все ж здатні реагувати з водою при високій температурі:
C + H2O = H2 + CO (при сильному нагріванні)
CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2 (при сильному нагріванні)
2) Вода розкладається на водень і кисень при дії електричного струму. Це також окисно-відновна реакція, де вода є одночасно і окислювачем, і відновником
3) Вода реагує з багатьма оксидами неметалів. На відміну від попередніх, ці реакції не окислювально-відновні, а реакції з’єднання:
SO2 + H2O = H2SO3 сірчиста кислота
SO3 + H2O = H2SO4 сірчана кислота
CO2 + H2O = H2CO3 вугільна кислота
4) Деякі оксиди металів також можуть вступати в реакції з’єднання з водою. Приклади таких реакцій ми вже зустрічали:
CaO + H2O = Ca (OH) 2 гідроксид кальцію (гашене вапно)
Не всі оксиди металів здатні реагувати з водою. Частина з них практично не розчинна у воді і тому з водою не реагує. Такы оксиди це ZnO, TiO2, Cr2O3, з яких готують, наприклад, стійкі до води фарби. Оксиди заліза також не розчинні у воді і не реагують з нею.
5) Вода утворює численні з’єднання, в яких її молекула повністю зберігається. Це так звані гідрати. Якщо гідрат кристалічний, то він називається кристалогідрат. наприклад:
CuSO4 + 5 H2O = CuSO4.5H2O
Наведемо інші приклади утворення гідратів:
H2SO4 + H2O = H2SO4.H2O (гідрат сірчаної кислоти)
NaOH + H2O = NaOH.H2O (гідрат їдкого натру)
З’єднання, що зв’язують воду в гідрати і кристалогідрати, використовують в якості осушувачів. З їх допомогою, наприклад, видаляють водяні пари з вологого атмосферного повітря.
6) Особлива реакція води – синтез рослинами крохмалю (C6H10O5) n і інших подібних з’єднань (вуглеводів), яка відбувається з виділенням кисню:
6n CO2+ 5n H2O = (C6H10O5)n+ 6n O2 (при дії світла)
