Wasser und seine physikalischen und chemischen Eigenschaften. Die Struktur des Wassers. Chemische und physikalische Eigenschaften von Wasser Stoffe, die bei hohen Temperaturen mit Wasser reagieren

Der wichtigste Stoff unseres Planeten, einzigartig in seinen Eigenschaften und Zusammensetzung, ist natürlich Wasser. Immerhin ist es ihr zu verdanken, dass es auf der Erde Leben gibt, während es auf anderen heute bekannten Objekten des Sonnensystems nicht existiert. Fest, flüssig, in Form von Dampf - es ist notwendig und wichtig. Wasser und seine Eigenschaften sind Gegenstand einer ganzen wissenschaftlichen Disziplin - der Hydrologie.

Die Wassermenge auf dem Planeten

Wenn wir den Indikator für die Menge dieses Oxids in allen Aggregatzuständen betrachten, dann sind es etwa 75% der Gesamtmasse auf dem Planeten. Dabei ist gebundenes Wasser in organischen Verbindungen, Lebewesen, Mineralien und anderen Elementen zu berücksichtigen.

Berücksichtigt man nur den flüssigen und festen Zustand von Wasser, sinkt der Indikator auf 70,8%. Überlegen Sie, wie diese Prozentsätze verteilt sind, wo der fragliche Stoff enthalten ist.

Salzwasser in den Ozeanen und Meeren, Salzseen auf der Erde 360 Millionen km 2.
Süßwasser ist ungleichmäßig verteilt: In den Gletschern Grönlands, der Arktis, der Antarktis sind 16,3 Millionen km 2 zu Eis gefroren.
In frischen Flüssen, Sümpfen und Seen sind 5,3 Millionen km 2 Wasserstoffoxid konzentriert.
Das Grundwasser beträgt 100 Millionen m 3.

Aus diesem Grund können Astronauten aus dem fernen Weltraum die Erde in Form einer blauen Kugel mit gelegentlichen Landspritzern sehen. Wasser und seine Eigenschaften, Kenntnisse über strukturelle Eigenschaften sind wichtige Elemente der Wissenschaft. Darüber hinaus hat die Menschheit in den letzten Jahren einen offensichtlichen Mangel an Süßwasser erlebt. Vielleicht hilft dieses Wissen bei der Lösung dieses Problems.

Die Zusammensetzung von Wasser und die Struktur des Moleküls

Wenn wir diese Indikatoren berücksichtigen, werden die Eigenschaften dieser erstaunlichen Substanz sofort klar. Ein Wassermolekül besteht also aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom, daher hat es die Summenformel H 2 O. Außerdem spielen die Elektronen beider Elemente eine wichtige Rolle beim Aufbau des Moleküls selbst. Schauen wir uns an, was die Struktur von Wasser und seine Eigenschaften sind.

Offensichtlich ist jedes Molekül um das andere herum orientiert und zusammen bilden sie ein gemeinsames Kristallgitter. Es ist interessant, dass das Oxid in Form eines Tetraeders aufgebaut ist - ein Sauerstoffatom in der Mitte, und seine beiden Elektronenpaare und zwei Wasserstoffatome um ihn herum sind asymmetrisch. Wenn Sie Linien durch die Zentren der Atomkerne ziehen und diese verbinden, erhalten Sie genau eine tetraedrische geometrische Form.

Der Winkel zwischen dem Zentrum des Sauerstoffatoms und den Wasserstoffkernen beträgt 104,5 0 Die OH-Bindungslänge = 0,0957 nm. Das Vorhandensein von Elektronenpaaren des Sauerstoffs, sowie seine größere Elektronenaffinität im Vergleich zu Wasserstoff, sorgen für die Bildung eines negativ geladenen Feldes im Molekül. Im Gegensatz dazu bilden Wasserstoffkerne den positiv geladenen Teil der Verbindung. Es stellt sich also heraus, dass das Wassermolekül ein Dipol ist. Dies bestimmt, was Wasser sein kann, und seine physikalischen Eigenschaften hängen auch von der Struktur des Moleküls ab. Für Lebewesen spielen diese Eigenschaften eine entscheidende Rolle.

Grundlegende physikalische Eigenschaften

Dazu zählen das Kristallgitter, Siede- und Schmelzpunkte sowie besondere individuelle Eigenschaften. Wir werden sie alle berücksichtigen.

Die Struktur des Kristallgitters von Wasserstoffoxid hängt vom Aggregatzustand ab. Es kann fest – Eis, flüssig – unter normalen Bedingungen basisches Wasser, gasförmig – Dampf sein, wenn die Wassertemperatur über 100 0 C ansteigt. Schöne gemusterte Kristalle werden durch Eis gebildet. Das Gitter ist im Allgemeinen locker, aber die Verbindung ist sehr stark, die Dichte ist gering. Sie können es am Beispiel von Schneeflocken oder frostigen Mustern auf Glas sehen. In gewöhnlichem Wasser hat das Gitter keine konstante Form, es ändert sich und geht von einem Zustand in einen anderen über.
Ein Wassermolekül im Weltraum hat eine regelmäßige Kugelform. Unter dem Einfluss der Erdanziehung wird es jedoch verzerrt und nimmt im flüssigen Zustand die Form eines Gefäßes an.
Die Tatsache, dass die Struktur von Wasserstoffoxid ein Dipol ist, bestimmt folgende Eigenschaften: hohe Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität, die sich in der schnellen Erwärmung und langen Abkühlung eines Stoffes bemerkbar macht, die Fähigkeit, sowohl Ionen als auch einzelne Elektronen um sich herum zu orientieren, Verbindungen. Dies macht Wasser zu einem vielseitigen Lösungsmittel (sowohl polar als auch neutral).
Die Zusammensetzung von Wasser und die Struktur des Moleküls erklären die Fähigkeit dieser Verbindung, mehrere Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden, auch mit anderen Verbindungen mit einsamen Elektronenpaaren (Ammoniak, Alkohol und andere).
Der Siedepunkt von flüssigem Wasser beträgt 100 0 , Kristallisation erfolgt bei + 4 0 Unterhalb dieses Indikators befindet sich Eis. Wird der Druck erhöht, steigt der Siedepunkt des Wassers stark an. Bei hohen Atmosphären ist es also möglich, Blei darin zu schmelzen, aber gleichzeitig kocht es nicht einmal (über 300 0 С).
Die Eigenschaften des Wassers sind für Lebewesen sehr wichtig. Einer der wichtigsten ist beispielsweise die Oberflächenspannung. Dies ist die Bildung des dünnsten Schutzfilms auf der Oberfläche von Wasserstoffoxid. Die Rede ist von Wasser in flüssigem Zustand. Es ist sehr schwierig, diesen Film durch mechanische Einwirkung zu zerreißen. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass eine Kraft von 100 Tonnen benötigt wird. Wie erkennt man es? Der Film ist sichtbar, wenn das Wasser langsam aus dem Wasserhahn tropft. Es ist zu erkennen, dass es sich wie in einer Art Schale befindet, die sich bis zu einer bestimmten Grenze und Gewicht ausdehnt und in Form eines runden Tropfens, leicht verzerrt durch die Schwerkraft, abbricht. Aufgrund der Oberflächenspannung können sich viele Gegenstände auf der Wasseroberfläche befinden. Insekten mit speziellen Anpassungen können sich darauf frei bewegen.
Wasser und seine Eigenschaften sind ungewöhnlich und einzigartig. In Bezug auf die organoleptischen Eigenschaften ist diese Verbindung eine farblose Flüssigkeit, geschmacks- und geruchlos. Was wir den Geschmack von Wasser nennen, sind die darin gelösten Mineralien und anderen Inhaltsstoffe.
Die elektrische Leitfähigkeit von Wasserstoffoxid im flüssigen Zustand hängt davon ab, wie viel und welche Salze darin gelöst sind. Destilliertes Wasser, das keine Verunreinigungen enthält, leitet keinen elektrischen Strom.

Eis ist ein besonderer Wasserzustand. In der Struktur dieses Zustands sind die Moleküle durch Wasserstoffbrücken miteinander verbunden und bilden ein schönes Kristallgitter. Es ist jedoch ziemlich instabil und kann leicht reißen, schmelzen, dh sich verformen. Es gibt viele Hohlräume zwischen den Molekülen, deren Größe die Größe der Partikel selbst übersteigt. Aus diesem Grund ist die Dichte von Eis geringer als die von flüssigem Wasserstoffoxid.

Dies ist für Flüsse, Seen und andere Süßwasserkörper von großer Bedeutung. Tatsächlich gefriert das Wasser in ihnen im Winter nicht vollständig, sondern wird nur mit einer dichten Kruste aus leichterem Eis bedeckt, die aufschwimmt. Wäre diese Eigenschaft nicht charakteristisch für den festen Zustand von Wasserstoffoxid, dann würden die Reservoirs durch und durch einfrieren. Ein Leben unter Wasser wäre unmöglich.

Darüber hinaus ist der feste Zustand des Wassers als Quelle für große Mengen an frischem Trinkwasser von großer Bedeutung. Das sind Gletscher.

Das Tripelpunktphänomen kann als besondere Eigenschaft des Wassers bezeichnet werden. Dies ist ein Zustand, in dem Eis, Dampf und Flüssigkeit gleichzeitig existieren können. Dies erfordert Bedingungen wie:

Hochdruck - 610 Pa;
Temperatur 0,01 0 C.

Der Transparenzindex von Wasser variiert je nach Verunreinigungen. Die Flüssigkeit kann vollständig transparent, opaleszierend oder trüb sein. Gelbe und rote Farbwellen werden absorbiert, violette Strahlen dringen tief ein.

Chemische Eigenschaften

Wasser und seine Eigenschaften sind ein wichtiges Werkzeug zum Verständnis vieler Lebensprozesse. Daher wurden sie sehr gut untersucht. Die Hydrochemie interessiert sich also für Wasser und seine chemischen Eigenschaften. Darunter sind die folgenden:

Steifigkeit. Dies ist eine Eigenschaft, die durch das Vorhandensein von Calcium- und Magnesiumsalzen und deren Ionen in Lösung erklärt wird. Es ist unterteilt in permanent (Salze der genannten Metalle: Chloride, Sulfate, Sulfite, Nitrate), temporäre (Hydrogencarbonate), die durch Kochen entfernt werden. In Russland wird Wasser vor der Verwendung chemisch enthärtet, um eine bessere Qualität zu erzielen.
Mineralisierung. Eigenschaft basierend auf dem Dipolmoment von Wasserstoffoxid. Aufgrund seiner Anwesenheit sind Moleküle in der Lage, viele andere Substanzen, Ionen, an sich selbst zu binden und zu halten. So entstehen Associates, Clathrate und andere Assoziationen.
Redox-Eigenschaften. Als universelles Lösungsmittel, Katalysator, Assoziat ist Wasser in der Lage, mit einer Vielzahl einfacher und komplexer Verbindungen zu interagieren. Bei manchen wirkt es als Oxidationsmittel, bei anderen im Gegenteil. Als Reduktionsmittel reagiert es mit Halogenen, Salzen, einigen weniger aktiven Metallen und vielen organischen Substanzen. Die neuesten Transformationen werden von der organischen Chemie untersucht. Wasser und seine Eigenschaften, insbesondere seine chemischen Eigenschaften, zeigen, wie vielseitig und einzigartig es ist. Als Oxidationsmittel reagiert es mit aktiven Metallen, einigen binären Salzen, vielen organischen Verbindungen, Kohlenstoff, Methan. Im Allgemeinen erfordern chemische Reaktionen mit einer bestimmten Substanz die Auswahl bestimmter Bedingungen. Das Ergebnis der Reaktion wird von ihnen abhängen.
Biochemische Eigenschaften. Wasser ist ein integraler Bestandteil aller biochemischen Prozesse im Körper, als Lösungsmittel, Katalysator und Medium.
Wechselwirkung mit Gasen unter Bildung von Clathraten. Gewöhnliches flüssiges Wasser kann sogar chemisch inaktive Gase aufnehmen und in die Hohlräume zwischen den Molekülen der inneren Struktur einbringen. Solche Verbindungen werden allgemein als Clathrate bezeichnet.
Wasserstoffoxid bildet bei vielen Metallen kristalline Hydrate, in denen es unverändert enthalten ist. Zum Beispiel Kupfersulfat (CuSO 4 * 5H 2 O) sowie konventionelle Hydrate (NaOH * H 2 O und andere).
Wasser zeichnet sich durch Verbindungsreaktionen aus, bei denen neue Stoffklassen (Säuren, Laugen, Basen) gebildet werden. Sie sind nicht redox.
Elektrolyse. Unter Einwirkung von elektrischem Strom zerfällt das Molekül in zusammengesetzte Gase - Wasserstoff und Sauerstoff. Eine der Möglichkeiten, sie in Labor und Industrie zu bekommen.

Aus Sicht der Lewis-Theorie ist Wasser eine schwache Säure und gleichzeitig eine schwache Base (Ampholyt). Das heißt, wir können über eine gewisse Amphoterität der chemischen Eigenschaften sagen.

Wasser und seine wohltuenden Eigenschaften für Lebewesen

Die Bedeutung von Wasserstoffoxid für alle Lebewesen ist schwer zu überschätzen. Schließlich ist Wasser die Quelle des Lebens. Es ist bekannt, dass eine Person ohne sie nicht einmal eine Woche leben könnte. Wasser, seine Eigenschaften und Bedeutung sind einfach kolossal.

Es ist ein universelles Lösungsmittel, d. h. in der Lage, sowohl organische als auch anorganische Verbindungen zu lösen, und wirkt in lebenden Systemen. Deshalb ist Wasser Quelle und Medium für alle katalytischen biochemischen Umwandlungen unter Bildung komplexer lebenswichtiger Komplexverbindungen.
Die Fähigkeit, Wasserstoffbrückenbindungen zu bilden, macht diese Substanz universell bei der Aufrechterhaltung von Temperaturen, ohne den Aggregatzustand zu ändern. Wäre dies nicht der Fall, würde es bei der geringsten Gradabnahme im Inneren von Lebewesen zu Eis werden und den Zelltod verursachen.
Für den Menschen ist Wasser die Quelle aller grundlegenden Haushaltsgüter und Bedürfnisse: Kochen, Waschen, Putzen, Baden, Baden und Schwimmen usw.
Industriebetriebe (Chemie, Textil, Maschinenbau, Lebensmittel, Ölraffination und andere) könnten ihre Arbeit ohne die Beteiligung von Wasserstoffoxid nicht ausführen.
Seit der Antike glaubte man, dass Wasser eine Quelle der Gesundheit ist. Es wurde und wird heute als Heilmittel verwendet.
Pflanzen verwenden es als Hauptnahrungsquelle, wodurch sie Sauerstoff produzieren - das Gas, dank dem das Leben auf unserem Planeten existiert.

Es gibt Dutzende weiterer Gründe, warum Wasser der am weitesten verbreitete, wichtigste und notwendigste Stoff für alle lebenden und künstlich geschaffenen Objekte ist. Wir haben nur die Offensichtlichsten, die Wichtigsten, angegeben.

Wasserkreislauf des Wassers

Mit anderen Worten, es ist ihr Kreislauf in der Natur. Ein sehr wichtiger Prozess, mit dem Sie gefährdete Wasservorräte ständig auffüllen können. Wie funktioniert es?

Es gibt drei Hauptakteure: Grund- (oder Grund-)Gewässer, Oberflächengewässer und der Weltozean. Wichtig ist auch die kondensierende und niederschlagende Atmosphäre. Aktive Teilnehmer des Prozesses sind auch Pflanzen (hauptsächlich Bäume), die in der Lage sind, pro Tag eine große Menge Wasser aufzunehmen.

Der Prozess ist also wie folgt. Grundwasser füllt unterirdische Kapillaren und fließt an die Oberfläche und in den Weltozean. Das Oberflächenwasser wird dann von den Pflanzen aufgenommen und in die Umwelt transportiert. Verdunstung tritt auch aus weiten Bereichen von Ozeanen, Meeren, Flüssen, Seen und anderen Gewässern auf. Was macht Wasser in der Atmosphäre? Es kondensiert und fließt als Niederschlag (Regen, Schnee, Hagel) zurück.

Hätten diese Prozesse nicht stattgefunden, wären die Wasservorräte, insbesondere Süßwasser, längst aufgebraucht. Deshalb achten die Menschen auf den Schutz und den normalen Wasserkreislauf.

Schwerwasserkonzept

In der Natur kommt Wasserstoffoxid als Gemisch von Isotopologen vor. Dies liegt daran, dass Wasserstoff drei Arten von Isotopen bildet: Protium 1 H, Deuterium 2 H, Tritium 3 N. Sauerstoff wiederum bleibt nicht hinterher und bildet drei stabile Formen: 16 O, 17 O, 18 O Dies ist nicht nur das übliche Protiumwasser der Zusammensetzung H 2 O (1 H und 16 O), sondern auch Deuterium und Tritium.

Gleichzeitig ist es das struktur- und formstabile Deuterium (2 H), das in fast allen natürlichen Wässern enthalten ist, jedoch in geringen Mengen. Sie ist es, die schwer genannt wird. Es unterscheidet sich in jeder Hinsicht leicht von normal oder mild.

Schweres Wasser und seine Eigenschaften zeichnen sich durch mehrere Punkte aus.

Kristallisiert bei einer Temperatur von 3,82 0 С.
Sieden wird bei 101,42 0 С beobachtet.
Die Dichte beträgt 1,1059 g / cm 3.
Als Lösungsmittel ist es um ein Vielfaches schlechter als leichtes Wasser.
Hat die chemische Formel D 2 O.

Bei Experimenten, die die Wirkung von solchem Wasser auf lebende Systeme zeigten, stellte sich heraus, dass nur bestimmte Bakterienarten darin leben können. Die Kolonien brauchten Zeit, um sich anzupassen und zu akklimatisieren. Aber nachdem sie sich angepasst hatten, stellten sie alle lebenswichtigen Funktionen (Reproduktion, Ernährung) vollständig wieder her. Außerdem sind sie sehr resistent gegen die Einwirkung radioaktiver Strahlung geworden. Versuche an Fröschen und Fischen ergaben kein positives Ergebnis.

Moderne Anwendungsgebiete von Deuterium und daraus gebildetem Schwerem Wasser sind die Atom- und Kernkrafttechnik. Unter Laborbedingungen kann solches Wasser durch konventionelle Elektrolyse gewonnen werden – es entsteht als Nebenprodukt. Deuterium selbst wird durch wiederholte Destillationen von Wasserstoff in speziellen Geräten gebildet. Seine Anwendung basiert auf der Fähigkeit, Neutronensynthesen und Protonenreaktionen zu verlangsamen. Schweres Wasser und Wasserstoffisotope sind die Grundlage für die Herstellung einer Atom- und Wasserstoffbombe.

Versuche zur Verwendung von Deuteriumwasser durch Menschen in kleinen Mengen haben gezeigt, dass es nicht lange anhält – ein vollständiger Entzug wird nach zwei Wochen beobachtet. Es ist unmöglich, es als Feuchtigkeitsquelle fürs Leben zu nutzen, aber der technische Wert ist einfach enorm.

Schmelzwasser und seine Anwendung

Seit der Antike wurden die Eigenschaften dieses Wassers von den Menschen als heilend bezeichnet. Es ist seit langem bekannt, dass Tiere bei der Schneeschmelze versuchen, Wasser aus den gebildeten Pfützen zu trinken. Später wurden seine Struktur und seine biologischen Auswirkungen auf den menschlichen Körper gründlich untersucht.

Schmelzwasser, seine Eigenschaften und Eigenschaften liegen in der Mitte zwischen dem üblichen Licht und Eis. Von innen besteht es nicht nur aus Molekülen, sondern aus einer Reihe von Clustern, die aus Kristallen und Gas gebildet werden. Das heißt, in den Hohlräumen zwischen den Strukturteilen des Kristalls befinden sich Wasserstoff und Sauerstoff. Im Allgemeinen ähnelt die Struktur von Schmelzwasser der Struktur von Eis – die Struktur bleibt erhalten. Die physikalischen Eigenschaften dieses Wasserstoffoxids ändern sich geringfügig im Vergleich zu herkömmlichen. Die biologische Wirkung auf den Körper ist jedoch hervorragend.

Beim Einfrieren von Wasser verwandelt sich die erste Fraktion in Eis, der schwerere Teil - das sind Deuteriumisotope, Salze und Verunreinigungen. Daher sollte dieser Kern entfernt werden. Aber der Rest ist reines, strukturiertes und gesundes Wasser. Wie ist die Wirkung auf den Körper? Die Wissenschaftler des Donezk-Forschungsinstituts nannten folgende Arten von Verbesserungen:

Beschleunigung von Erholungsprozessen.
Stärkung des Immunsystems.
Bei Kindern werden nach Inhalation mit solchem Wasser Erkältungen wiederhergestellt und geheilt, Husten, laufende Nase usw.
Die Atmung verbessert sich, der Zustand des Kehlkopfes und der Schleimhäute.
Das allgemeine Wohlbefinden einer Person, Aktivität steigt.

Heute gibt es eine Reihe von Befürwortern der Schmelzwasseraufbereitung, die ihre positiven Bewertungen schreiben. Es gibt jedoch Wissenschaftler, einschließlich Ärzte, die diese Ansichten nicht unterstützen. Sie glauben, dass solches Wasser keinen Schaden anrichten wird, aber es bringt auch wenig Nutzen.

Energie

Warum können sich die Eigenschaften von Wasser beim Übergang in verschiedene Aggregatzustände ändern und erholen? Die Antwort auf diese Frage lautet: Diese Verbindung verfügt über einen eigenen Informationsspeicher, der alle Veränderungen aufzeichnet und zum richtigen Zeitpunkt zur Wiederherstellung der Struktur und Eigenschaften führt. Das Bioenergiefeld, durch das ein Teil des Wassers (das aus dem Weltraum kommt) fließt, trägt eine starke Energieladung. Dieses Muster wird häufig in der Behandlung verwendet. Aus medizinischer Sicht ist jedoch nicht jedes Wasser in der Lage, eine wohltuende, auch eine informative Wirkung zu entfalten.

Was ist strukturiertes Wasser?

Dies ist Wasser, das eine etwas andere molekulare Struktur hat, die Anordnung von Kristallgittern (wie man es im Eis beobachtet), aber es ist immer noch eine Flüssigkeit (Schmelze gehört auch zu dieser Art). In diesem Fall unterscheiden sich die Zusammensetzung von Wasser und seine Eigenschaften aus wissenschaftlicher Sicht nicht von denen, die für gewöhnliches Wasserstoffoxid charakteristisch sind. Daher kann strukturiertes Wasser keine so breite Heilwirkung haben, die ihm von Esoterikern und Anhängern der Alternativmedizin zugeschrieben wird.

Wasser ist das am häufigsten vorkommende Lösungsmittel auf dem Planeten Erde und bestimmt weitgehend das Wesen der terrestrischen Chemie als Wissenschaft. Der größte Teil der Chemie begann in ihren Anfängen als Wissenschaft genau als die Chemie wässriger Lösungen von Substanzen. Es wird manchmal als Ampholyt betrachtet - und gleichzeitig als Säure und Base (Kation H + Anion OH−). Ohne Fremdstoffe im Wasser ist die Konzentration an Hydroxid-Ionen und Wasserstoff-Ionen (bzw. Hydronium-Ionen) gleich, pKa ≈ ca. Sechszehn.

Wasser ist eine chemisch recht aktive Substanz. Stark polare Wassermoleküle lösen Ionen und Moleküle, bilden Hydrate und kristalline Hydrate. Solvolyse und insbesondere Hydrolyse findet in der lebenden und unbelebten Natur statt und wird in der chemischen Industrie weit verbreitet verwendet.

Wasser reagiert bei Raumtemperatur:

Mit aktiven Metallen (Natrium, Kalium, Calcium, Barium usw.)

Mit Halogenen (Fluor, Chlor) und Interhalogenverbindungen

Mit Salzen, die von einer schwachen Säure und einer schwachen Base gebildet werden und deren vollständige Hydrolyse bewirken

Mit Anhydriden und Säurehalogeniden von Carbon- und anorganischen Säuren

Mit aktiven metallorganischen Verbindungen (Diethylzink, Grignard-Reagenzien, Methylnatrium usw.)

Mit Carbiden, Nitriden, Phosphiden, Siliziden, Hydriden aktiver Metalle (Calcium, Natrium, Lithium etc.)

Mit vielen Salzen, Hydrate bildend

Mit Boranen, Silanen

Mit Ketenen, Kohlendioxid

Mit Edelgasfluoriden

Wasser reagiert beim Erhitzen:

Mit Eisen, Magnesium

Mit Kohle, Methan

Mit einigen Alkylhalogeniden

Wasser reagiert in Gegenwart eines Katalysators:

Mit Amiden, Carbonsäureestern

Mit Acetylen und anderen Alkinen

Mit Alkenen

Mit Nitrilen

Die chemischen Eigenschaften von Wasser werden durch die Besonderheiten seiner Struktur bestimmt. Wasser ist eine ziemlich stabile Substanz, es beginnt sich in Wasserstoff und Sauerstoff zu zersetzen, wenn es auf mindestens 1000°C erhitzt wird (thermische Dissoziation tritt auf) oder unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung (photochemische Dissoziation).

Wasser gehört zu den reaktiven Verbindungen. Es reagiert beispielsweise mit Fluor. Chlor zersetzt, wenn es erhitzt oder Licht ausgesetzt wird, Wasser unter Freisetzung von atomarem Sauerstoff:

H2O + Cl2 = HCl + HClO (НСlО = НСl + О)

Unter normalen Bedingungen interagiert es mit aktiven Metallen:

2H2O + Ca = Ca (OH) 2 + H2

2H2O + 2Na = 2NaOH + H2

Wasser reagiert auch mit vielen Nichtmetallen. Bei der Wechselwirkung mit atomarem Sauerstoff entsteht beispielsweise Wasserstoffperoxid:

H2O + O = H2O2

Viele Oxide reagieren mit Wasser zu Basen und Säuren:

CO2 + H2O = H2CO3

CaO + H2O = Ca(OH)2

Bei der Wechselwirkung mit einigen Salzen werden kristalline Hydrate gebildet. Beim Erhitzen verlieren sie Kristallwasser:

Na2CO3 + 10H2O = Na2CO3 * 10H2O

Wasser baut auch die meisten Salze ab (sogenannte Hydrolyse).

Edelmetalle reagieren nicht mit Wasser.

Neben den Hauptionen, deren Gehalt im Wasser recht hoch ist, sind eine Reihe von Elementen: Stickstoff, Phosphor, Silizium, Aluminium, Eisen, Fluor - in Konzentrationen von 0,1 bis 10 mg / l enthalten. Sie werden Mesoelemente genannt (von griechisch "mezos" - "Mitte", "Mittel").

Stickstoff gelangt in Form von Nitraten NO3- mit Regenwasser in Gewässer, in Form von Aminosäuren, Harnstoff (NH2) 2CO und Ammoniumsalzen NH4 + - beim Abbau organischer Rückstände.

Phosphor liegt im Wasser in Form von Hydrogenphosphaten HPO32- und Dihydrogenphosphaten H2PO3- vor, die bei der Zersetzung organischer Rückstände entstehen.

Silizium ist ein fester Bestandteil der chemischen Zusammensetzung natürlicher Wässer. Dies wird im Gegensatz zu anderen Komponenten durch die Allgegenwart von Siliziumverbindungen in Gesteinen ermöglicht, und erst deren geringe Löslichkeit erklärt den geringen Siliziumgehalt im Wasser. Die Konzentration von Silizium in natürlichen Wässern beträgt in der Regel mehrere Milligramm pro Liter. In unterirdischen Gewässern steigt es auf und erreicht oft Dutzende Milligramm pro Liter und in heißem Thermalwasser sogar Hunderte. Die Löslichkeit von Silizium wird neben der Temperatur stark durch eine Erhöhung des pH-Wertes der Lösung beeinflusst. Der relativ niedrige Siliziumgehalt in Oberflächengewässern, der der Löslichkeit von Siliziumdioxid unterlegen ist (125 mg / L bei 26 ° C, 170 mg / L bei 38 ° C), weist auf das Vorhandensein von Prozessen im Wasser hin, die seine Konzentration verringern. Dazu gehört die Aufnahme von Silizium durch Wasserorganismen, von denen viele, wie beispielsweise Kieselalgen, ihr Skelett aus Silizium aufbauen. Außerdem wird Kieselsäure als schwächere durch Kohlensäure aus der Lösung verdrängt:

Na4SiO4 + 4CO2 + 4H2O = H4SiO4 + 4NaHCO3

Fördert die Instabilität von Silizium in Lösung und die Neigung der Kieselsäure, unter bestimmten Bedingungen in ein Gel zu gehen. In sehr wenig salzhaltigen Wässern macht Silizium trotz seines geringen absoluten Gehalts einen bedeutenden und manchmal den überwiegenden Teil der chemischen Zusammensetzung des Wassers aus. Das Vorhandensein von Silizium in Wasser ist ein ernsthaftes Hindernis in der Technologie, da Silizium bei längerem Sieden von Wasser in Kesseln einen sehr harten Silikatbelag bildet.

Aluminium gelangt durch die Einwirkung von Säuren auf Tone (Kaolin) in Gewässer:

Al2 (OH) 4 + 6H + = 2SiO2 + 5H2O + 2Al3 +

Die Hauptquelle für Eisen sind eisenhaltige Tone. Organische Rückstände (im Folgenden als "C" bezeichnet) reduzieren in Kontakt mit ihnen Eisen auf zweiwertige, die langsam in Form von Hydrogencarbonat- oder Huminsäuresalzen ausgewaschen werden:

2Fe2O3 + "C" + 4H2O + 7CO2 = 4Fe (HCO3) 2

Wenn Wasser mit darin gelösten Fe2 + -Ionen mit Luft in Kontakt kommt, wird Eisen schnell oxidiert und bildet einen braunen Niederschlag von Fe (OH) 3 -Hydroxid. Im Laufe der Zeit verwandelt es sich in Moorerz - braunes Eisenerz (Limonit) FeO (OH). Karelisches Moorerz wurde im 18.-19. Jahrhundert zur Eisengewinnung verwendet.

Der bläuliche Film auf der Wasseroberfläche ist Fe (OH) 3, der sich bildet, wenn Fe2 + -Ionen enthaltendes Grundwasser mit Luft in Kontakt kommt. Er wird oft mit einem Ölfilm verwechselt, ist aber sehr leicht zu unterscheiden: Der Eisenhydroxidfilm hat eingerissene Kanten. Wenn die Wasseroberfläche leicht bewegt wird, läuft der Hydroxidfilm im Gegensatz zum Ölfilm nicht über.

Die chemische Zusammensetzung von natürlichem Wasser wird durch die Vorgeschichte bestimmt, d.h. den Weg, den das Wasser im Laufe seines Kreislaufs macht. Die Menge der gelösten Stoffe in solchem Wasser hängt zum einen von der Zusammensetzung der Stoffe ab, mit denen es in Kontakt kam, zum anderen von den Bedingungen, unter denen diese Wechselwirkungen stattfanden. Die folgenden Faktoren können die chemische Zusammensetzung von Wasser beeinflussen: Gesteine, Böden, lebende Organismen, menschliche Aktivitäten, Klima, Relief, Wasserhaushalt, Vegetation, hydrogeologische und hydrodynamische Bedingungen usw. Betrachten wir nur einige der Faktoren, die die Zusammensetzung des Wassers beeinflussen .

Bodenlösung und atmosphärische Niederschläge, die durch den Boden gefiltert werden, können die Auflösung von Gesteinen und Mineralien fördern. Dies ist eine der wichtigsten Eigenschaften des Bodens, die die Bildung der Zusammensetzung natürlicher Gewässer beeinflusst, das Ergebnis einer Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration in der Bodenlösung, die bei der Atmung von lebenden Organismen und dem Wurzelsystem freigesetzt wird in Böden und dem biochemischen Abbau organischer Reststoffe. Dadurch steigt die CO2-Konzentration in der Bodenluft von 0,033%, charakteristisch für atmosphärische Luft, auf 1% oder mehr in der Bodenluft (bei schweren Lehmböden erreicht die CO2-Konzentration in der Bodenluft manchmal 5-10 %, wodurch der Lösung eine starke Aggressivität gegenüber den Gesteinen verliehen wird). Ein weiterer Faktor, der die aggressive Wirkung des durch den Boden gefilterten Wassers verstärkt, ist organisches Material - Bodenhumus, der in Böden bei der Umwandlung von Pflanzenresten gebildet wird. Bei der Zusammensetzung von Humus sind Humin- und Fulvosäuren sowie einfachere Verbindungen, beispielsweise organische Säuren (Zitronen-, Oxal-, Essig-, Äpfelsäure usw.), Amine usw. als aktive Reagenzien zu nennen. Die mit organischen Säuren und CO2 angereicherte Bodenlösung beschleunigt die chemische Verwitterung der in Böden enthaltenen Alumosilikate stark. In ähnlicher Weise beschleunigt durch den Boden gefiltertes Wasser die chemische Verwitterung von Alumosilikaten und Karbonatgesteinen, die unter dem Boden liegen. Kalkstein bildet leicht lösliches (bis 1,6 g/l) Calciumbicarbonat:

CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca (HCO3) 2

Fast im gesamten europäischen Teil Russlands (außer Karelien und der Region Murmansk) kommen Kalksteine und Dolomite MgCO3 CaCO3 recht oberflächennah vor. Daher enthält das Wasser hier hauptsächlich Calcium- und Magnesiumbicarbonate. In Flüssen wie der Wolga, dem Don, der nördlichen Dwina und ihren Hauptzuflüssen machen Calcium- und Magnesiumbicarbonate 3/4 bis 9/10 aller gelösten Salze aus.

Durch menschliche Aktivitäten gelangen Salze auch in Gewässer. So werden Straßen im Winter mit Natrium- und Calciumchloriden besprüht, um das Eis zu schmelzen. Im Frühjahr fließen zusammen mit dem Schmelzwasser Chloride in die Flüsse. Ein Drittel der Chloride in den Flüssen des europäischen Teils Russlands wurde vom Menschen dorthin gebracht. In den Flüssen, an denen große Städte liegen, ist dieser Anteil viel höher.

Das Relief des Gebietes beeinflusst indirekt die Zusammensetzung des Wassers und trägt zum Auswaschen von Salzen aus dem Gebirge bei. Die Tiefe des Erosionseinschnitts des Flusses erleichtert das Abfließen von salzhaltigem Grundwasser aus den unteren Horizonten in den Fluss. Dies wird auch durch andere Arten von Senken (Flusstäler, Rinnen, Schluchten) erleichtert, die die Entwässerung des Einzugsgebietes verbessern.

Das Klima hingegen schafft einen allgemeinen Hintergrund, vor dem die meisten Prozesse ablaufen, die die Bildung der chemischen Zusammensetzung natürlicher Gewässer beeinflussen. Das Klima bestimmt in erster Linie den Wärme- und Feuchtigkeitshaushalt, von dem der Feuchtigkeitsgehalt der Fläche und die Menge des Wasserabflusses abhängen, und damit die Verdünnung oder Konzentration natürlicher Lösungen und die Möglichkeit der Auflösung von Stoffen oder deren Niederschlag.

Die Kraftquellen des Gewässers und ihr Verhältnis haben einen großen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung des Wassers und deren zeitliche Veränderung. Während der Schneeschmelze hat das Wasser in Flüssen, Seen und Stauseen einen geringeren Salzgehalt als in der Zeit, in der der Großteil der Versorgung durch Grundwasser und Grundwasser erfolgt. Dieser Umstand wird ausgenutzt, um das Befüllen von Reservoirs und das Ablassen von Wasser aus ihnen zu regulieren. In der Regel werden Stauseen während des Frühjahrshochwassers gefüllt, wenn das Zulaufwasser einen geringeren Salzgehalt hat.

Die Behauptung, dass Wasser eine grundlegende Rolle im Leben allen Lebens auf unserem Planeten spielt, ist völlig berechtigt, denn:

die Erdoberfläche besteht zu 70 % aus Wasser;
70 % des Wassers sind im menschlichen Körper enthalten;
Erstaunlicherweise besteht eine Person jedoch im embryonalen Stadium fast vollständig aus Wasser - mehr als 95%;
ein Drittel des Wassers im Körper des Babys;
im Körper eines Erwachsenen - 60% Wasser. Und erst im Alter beginnt der Wasserspiegel im Körper aktiv zu sinken.

All diese Zahlen und Fakten sind die beste Bestätigung für die einzigartigen Eigenschaften von Wasser.

Einzigartige Eigenschaften von Wasser: kurz und bündig

Wasser ist eine klare, geschmacklose Flüssigkeit, die keinen Geruch hat, aber ihre Haupteigenschaften sind wirklich erstaunlich:

der Molekulargewichtsindex beträgt 18,0160;
Dichtegrad - 1 g / cm³;
Wasser ist ein einzigartiges Lösungsmittel: es oxidiert fast alle bekannten Metallarten und kann jedes feste Gestein zerstören;
ein kugelförmiger Wassertropfen hat die kleinste (optimale) Volumenoberfläche;
der Oberflächenspannungskoeffizient beträgt 72,75 * 10‾³N / m;
Wasser übertrifft die meisten Stoffe in Bezug auf die spezifische Wärmekapazität;
Überraschend ist auch, dass Wasser sehr viel Wärme aufnehmen kann und sich dabei nur sehr wenig erwärmt;
Wasser unterscheidet sich auch in der Polymerisationsfähigkeit. In diesem Fall werden seine Eigenschaften etwas anders, zum Beispiel tritt das Sieden von polymerisiertem Wasser bei höheren Temperaturen (etwa 6-7 mal höher) als üblich auf.

Einzigartige physikalische Eigenschaften von Wasser

Die einzigartigen Eigenschaften von Wasser stehen in direktem Verhältnis zur Fähigkeit seiner Moleküle, intermolekulare Assoziate zu bilden. Diese Möglichkeit bieten Wasserstoffbrücken sowie Orientierungs-, Dispersions- und Induktionswechselwirkungen (van der Waals-Wechselwirkungen). Wassermoleküle sind ein Produkt sowohl assoziativer Bildungen (die tatsächlich keine organisierte Struktur aufweisen) als auch Cluster (die sich in der Gegenwart einer geordneten Struktur genauso unterscheiden). Unter Cluster wird üblicherweise die Integration mehrerer Elemente mit identischer Zusammensetzung verstanden. Eine solche Integration wird zu einer eigenständigen Einheit und zeichnet sich durch das Vorhandensein bestimmter Eigenschaften aus. Wenn wir über den Zustand einer Flüssigkeit sprechen, dann sind die integrierten benachbarten Wassermoleküle in der Lage, instabile und flüchtige Strukturen zu bilden. Wenn es um den gefrorenen Zustand geht, dann hat ein einzelnes Molekül eine starke Bindung mit vier anderen Molekülen desselben.

In diesem Sinne hat Doctor of Biological Sciences S.V. Zenin. Er entdeckte konstante Cluster, die langfristig existieren können. Es stellte sich heraus, dass Wasser nichts anderes ist als hierarchisch geordnete volumetrische Strukturen. Diese Strukturen basieren auf kristallähnlichen Verbindungen. Jede dieser Verbindungen ist eine Sammlung von 57 unabhängigen Molekülen. Dies führt natürlich zur Bildung von strukturellen Assoziationen in Form eines Hexaeders, die wiederum als komplexer und höher charakterisiert werden. Jedes dieser Sechsecke besteht aus 912 unabhängigen Wassermolekülen. Die Anhäufung eines Clusters ist das Verhältnis von Sauerstoff und Wasserstoff, die an die Oberfläche ragen. Die Form einer solchen Formation reagiert auf jeden äußeren Einfluss sowie auf das Auftreten von Verunreinigungen. Alle Flächen der Elemente jedes Clusters unterliegen dem Einfluss von Coulomb-Spannungskräften. Diese Tatsache macht es möglich, den geordneten Wasserzustand als spezielle Informationsmatrix zu identifizieren. Innerhalb dieser Formationen wechselwirken Wassermoleküle nach dem Ladungskomplementaritätsschema. Dieses Schema ist in der DNA-Forschung weithin bekannt. Hinsichtlich des Wassers lässt sich im Hinblick auf das Komplementaritätsprinzip argumentieren, dass die Strukturelemente der Flüssigkeit in Clathraten oder Zellen gesammelt werden.

Einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften von Wasser

Um sich erneut von den einzigartigen Eigenschaften des Wassers zu überzeugen, ist es notwendig, das Prinzip der Komplementarität genauer zu betrachten. Die Molekularbiologie definiert Komplementarität als die Reziprozität der Entsprechung von Elementen. Diese Korrespondenz stellt eine Verbindung zwischen sich ergänzenden Strukturen her – dies können Radikale, Makromoleküle und Moleküle sein – und wird auch durch deren chemische Eigenschaften bestimmt. Clathrate (von lateinisch clathratus „durch ein Gitter geschützt“) werden als unabhängige Verbindungen oder Einschlüsse definiert. Clathrate werden durch molekulare Einschlüsse gebildet. Einfach ausgedrückt sind dies „Gäste“ im Hohlraum der Kristallgerüste, zu denen Gitterclathrate oder Moleküle anderer Art gehören (dies sind „Wirte“). Darüber hinaus können Einschlüsse auch im Hohlraum von molekularen Clathraten auftreten, die ein großes Wirtsmolekül darstellen.

Die Schlussfolgerung liegt nahe: Die Informationsmatrix der DNA-Synthese ist Wasser, also auch die Informationsgrundlage des Lebens im gesamten Universum. Unter Berücksichtigung der statistischen Berechnungen, an denen der promovierte Chemiker aktiv beteiligt war. n. V.I.Slesarev, I.N.Serova, Ph.D. n. A. V. Kargopolova, MD A. V. Shabrov, gewöhnliches Wasser enthält:

60% unabhängiger Moleküle und Assoziate (destrukturierter Teil);
40% der Cluster (strukturierter Teil).

Die Tatsache, dass Wasser in der Lage ist, Cluster zu bilden, in deren Struktur verschlüsselte Informationen über Wechselwirkungen abgelegt werden, ist eine begründete Grundlage für die Behauptung, dass Wasser eine Art Gedächtnis hat. Wasser ist ein offenes, sich selbst organisierendes und dynamisches System. Innerhalb dieses Systems verschiebt sich mit jedem äußeren Einfluss das stationäre Gleichgewicht.

Was sind die einzigartigen Eigenschaften von Wasser

Heutzutage gibt es viele Techniken, mit denen Sie strukturiertes Wasser erhalten:

Magnetisierung;
elektrolytisches Verfahren zur Trennung von Wasser in "tot" (Anolyt) und "lebendig" (Katholyt);
gefrierendes Wasser mit anschließendem Schmelzen auf natürliche Weise.

Mit anderen Worten, Sie können die Eigenschaften von Wasser ändern, während die chemische Methode ausgeschlossen ist, die Wellen-(Feld-)Eigenschaften ändern sich.

Der japanische Forscher Masaru Emoto wies nach, dass Wasser, das verschiedenen äußeren Einflüssen ausgesetzt ist, in der Lage ist, seine kristalline Struktur zu verändern. Und diese Veränderungen hängen in erster Linie von den eingeführten Informationen ab und nicht vom Verschmutzungsgrad der Umwelt selbst.

Überraschenderweise ist Wasser ein integraler Bestandteil der Rituale vieler Weltkulturen:

das Sakrament der Taufe in der Orthodoxie;
Baden im Ganges durch die Hindus;
Reinigungsrituale im Heidentum.

Offenbar waren sich die Vertreter dieser Kulturen, die diese Rituale initiierten, der informationellen Eigenschaften des Wassers bewusst, dann stellt sich natürlich die Frage: Woher kommt dieses Wissen? Oder hofften sie auf ein Wunder?

Die Namen aller erstaunlichen Menschen haben auf die eine oder andere Weise eine "wässrige" Komponente. Vielleicht kämpfen also alle Wissenschaftler unserer Zeit darum, herauszufinden, was alten Generationen schon lange bekannt war?

Bemerkenswert ist, dass Rod der älteste slawische Gott ist. Ohne auf die Details des Lesens der alten Runen einzugehen, kann argumentiert werden, dass sich die Forscher der Antike nicht einig waren, wie man "Stab" oder "Wasser" richtig ausspricht. Das bedeutet, dass beide Versionen eine Existenzberechtigung haben. Gott ist einer, nur die Namen sind verschieden. Gott (Genus oder Waters) ist ein bedingungsloses Festhalten an dem Prinzip der Dualität oder "binernost". Aber Wasser ist, wie wir wissen, dual: Es enthält sowohl Sauerstoff als auch Wasserstoff.

In unserem Zeitalter der Hochtechnologien, in dem die Welt von Informationen beherrscht wird, können wir nicht umhin zu wissen, dass alle exakten Wissenschaften, wie das World Wide Web, auf einem Informationsbiner basieren - "Null und Eins". Wenn Sie das Leben eines Menschen räumlicher betrachten, wird die Wahrheit enthüllt - unser ganzes Wesen basiert auf einem Biner. Das Grundprinzip von Rod (Gott) ist der Anfang des Kleinsten und gleichzeitig die Grundlage des gesamten Universums. Waters (Rod) ist die Basis (Informationsmatrix) von allem, was auf der Erde ist.

Ohne Zweifel ist Rod ein lebendiges, endloses Wesen. Bis heute sind wissenschaftliche Forscher zu dem Schluss gekommen, dass Wasser die lebende Matrix des Lebens ist. Jetzt muss die Menschheit die Feld-(Wellen-)Essenz des Wassers erforschen. Ein weiteres Studium der einzigartigen Eigenschaften von Wasser wird ohne philosophische Begründungen, die hermetischer Natur sind, unmöglich. Denn ohne die Relevanz des modernen Paradigmas ist es unmöglich, einen wissenschaftlichen Ansatz aufzubauen. Oder ist dies vielleicht noch ein Paradigma der Antike? Heute kommen diejenigen Wissenschaftler, die frei denken und versuchen, auf irrationale Weise Antworten zu finden, zu dem Schluss, dass es notwendig ist, in die Antike zu blicken.

Wir alle wissen, dass Wassermoleküle aus zwei ganzen (Atomen) Wasserstoff und einem ganzen Sauerstoff bestehen. Wissenschaftler-Mathematiker (insbesondere können Sie sich auf die Arbeiten von A. Korneev beziehen) haben bewiesen, dass alle fraktalen Formeln auf einer mathematischen Konstruktion der folgenden Form basieren:. Diese Formel gilt als das ursprüngliche mathematische Prinzip fraktaler (holographischer) Einsätze. Dieses Muster ist das Herzstück des Universums. Das Vorhandensein des fraktalen Codes des Universums wird durch die Runen und Lassos des Feldgenoms bestätigt.

Die einzigartigen Eigenschaften des Wassers in der Natur sind seit der Antike bekannt, weshalb die Vertreter jener kleinen Völker, die noch immer auf die Methoden des Schamanismus zurückgreifen, der Natur im Allgemeinen und dem Wasser im Besonderen mit erstaunlichem Respekt begegnen. Denken Sie nur an die Etymologie des Wortes „Natur“: So ist es mit den Kin! Das bedeutet, dass wir durch die Nichtbeachtung von Wasser Gott selbst entsprechend behandeln. Die moderne Gesellschaft ist eine Verbrauchergesellschaft, ihre Mitglieder behandeln einander wie Verbraucher, was soll man über irgendeine Art von Wasser sagen, aber vergebens ...

Übrigens kommen viele philosophische Lehren zu dem Schluss, dass zwischen der Einstellung des Menschen zum Wasser und seiner Gesundheit auf genetischer Ebene ein sehr direkter Zusammenhang besteht. Das Schicksal hängt also auch davon ab, wie wir mit Wasser umgehen. Dies ist leicht zu erklären, da die Tatsache, dass Wasser ein Gedächtnis hat, eine Tatsache ist. Das bedeutet, dass alle unsere Gedanken und Emotionen – positiv und negativ – einen starken Einfluss auf das Wasser in uns haben (wie wir uns erinnern, beträgt der Wasseranteil in unserem Körper 60%). Wasser ist ein Lebewesen, eine Informationsmatrix des Seins, es kann Informationen aufnehmen, erinnern und weitergeben. Seien Sie jedoch nicht überrascht, ein vor Ihnen gestelltes Glas Wasser reagiert sehr subtil auf Ihren inneren Zustand, Ihre Gedanken, Emotionen. Und indem er sich diese Gedanken und Emotionen einprägt, baut er geometrische (einschließlich Feld- und Wellen-) Strukturen. Es gibt eine Vielzahl von Optionen für solche Strukturen. Mit anderen Worten, Sie können aus diesem Glas Wasser sowohl einen Heiler als auch einen Giftmischer machen. Wasser ist ein Symbol für unsere

Unterbewusstsein (unbewusst), nicht umsonst enthalten Tarotkarten das Bild des "Wassers des Unterbewusstseins". Wahrscheinlich zweifelt niemand daran, dass Wasser Informationsquelle, Verwahrer und Verteiler ist.

Ein paar Worte zur Psycholinguistik

Es braucht nicht erklärt zu werden, dass zwischen dem menschlichen Geist und der Vernunft eine direkte Verbindung besteht. Auch die Begrifflichkeit des menschlichen Denkens wird nicht in Frage gestellt. Dadurch hängt die Qualität unseres Denkens direkt von der Sprache ab, in der wir denken. Vielleicht gibt es deshalb ein Missverständnis zwischen Völkern, die verschiedene Sprachen sprechen?

So ist beispielsweise das russische Denken in erster Linie holographisch, da die russisch-slawische Sprache und mit ihr das Alphabet auf dem Prinzip der Fraktalität beruht. Aus diesem Grund kann ein und dasselbe Wort durch unabhängige Runen oder deren Kombinationen geschrieben werden, die sich auf verschiedene Teile der Genomketten beziehen. Denken Sie noch einmal an das Wort "Wasser": Wenn Sie es in Runen aufschreiben, erhalten Sie Vercana-Dagaz. Die Kombination des zweiten und vierten Arkanas ist die Begriffsformel [I + E] ("Information + Energie in Information"). Und dies ist bereits ein Element, das mit der Trinity-Gleichung zusammenhängt. Versuchen wir zu entziffern: Wasser ist "Kommunikation (Kommunikation) + Wachstumsenergie". In der Sprache eines einfachen Mannes auf der Straße klingt eine solche konzeptionelle Kombination wie "Informationen zum Handeln".

Die russische Seele, der russische Geist ist den Fremden ein Rätsel, ein Rätsel, das sie kaum jemals lösen können. Wir denken paradox, leben mit Emotionen, begehen rücksichtslose Handlungen. Die Weite unserer Seele unterliegt für Ausländer keiner logischen Erklärung. Wir sind ironisch über uns selbst – es reicht aus, Märchen über Iwanuschka den Narren zu erzählen – aber tatsächlich hat die Weltsicht in uns nichts mit platter Besonnenheit zu tun. Aber für viele andere Nationalitäten ist dies eine andere Dimension.

Leider hören wir in der Hektik der alltäglichen Angelegenheiten und Sorgen nicht auf unsere eigene Rede, wir denken nicht über ihre heilige Bedeutung nach. Moderne junge Menschen unterschätzen den Reichtum und die Vielseitigkeit ihrer Heimatkultur völlig und versuchen, modische Fremdwörter auf freizügige Weise zu verwenden. Vielleicht ist es an der Zeit, dass wir aufhören, unsere eigene Sprache mit Fremdwörtern zu verderben und das zu verwenden, was uns die Antike gegeben hat. Schließlich gibt es in unserer Muttersprache so viel Gott!

11.1. Physische Auflösung

Wenn ein Stoff in Wasser eindringt, kann er:
a) in Wasser auflösen, dh auf atomar-molekularer Ebene damit mischen;
b) eine chemische Reaktion mit Wasser eingehen;
c) nicht auflösen und nicht reagieren.
Wovon hängt das Ergebnis der Wechselwirkung eines Stoffes mit Wasser ab? Natürlich auf die Eigenschaften des Stoffes und auf die Eigenschaften des Wassers.
Beginnen wir mit der Auflösung und überlegen, welche Eigenschaften von Wasser und damit interagierenden Stoffen bei diesen Prozessen von größter Bedeutung sind.
Gib in zwei Reagenzgläser eine kleine Portion C 10 H 8 Naphthalin. Gießen Sie Wasser in eines der Reagenzgläser und in das andere - Heptan С 7 Н 16 (Sie können Benzin anstelle von reinem Heptan verwenden). Naphthalin löst sich in Heptan, jedoch nicht in Wasser. Prüfen wir, ob sich das Naphthalin wirklich in Heptan gelöst oder damit reagiert hat. Geben Sie dazu einige Tropfen der Lösung auf ein Glas und warten Sie, bis das Heptan verdunstet ist – auf dem Glas bilden sich farblose lamellare Kristalle. Dass es sich um Naphthalin handelt, erkennt man an seinem charakteristischen Geruch.

Einer der Unterschiede zwischen Heptan und Wasser besteht darin, dass seine Moleküle unpolar sind, während Wassermoleküle polar sind. Außerdem gibt es Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Wassermolekülen, aber keine Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Heptanmolekülen.

Um Naphthalin in Heptan aufzulösen, ist es erforderlich, schwache intermolekulare Bindungen zwischen Naphthalinmolekülen und schwache intermolekulare Bindungen zwischen Heptanmolekülen aufzubrechen. Beim Auflösen bilden sich zwischen den Naphthalin- und Heptanmolekülen gleich schwache intermolekulare Bindungen. Die thermische Wirkung eines solchen Prozesses ist praktisch null.
Wie löst sich Naphthalin in Heptan? Nur aufgrund des Entropiefaktors (Unordnung wächst im Naphthalin-Heptan-System).

Um Naphthalin in Wasser zu lösen, ist es neben schwachen Bindungen zwischen seinen Molekülen notwendig, Wasserstoffbrücken zwischen Wassermolekülen aufzubrechen. In diesem Fall werden keine Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Naphthalin und Wassermolekülen gebildet. Der Prozess erweist sich als endotherm und energetisch so ungünstig, dass der Entropiefaktor hier nicht weiterhelfen kann.
Und wenn wir statt Naphthalin eine andere Substanz nehmen, deren Moleküle mit Wassermolekülen Wasserstoffbrückenbindungen eingehen können, wird sich eine solche Substanz in Wasser auflösen?
Wenn es keine anderen Hindernisse gibt, dann wird es sie geben. Sie wissen zum Beispiel, dass Zucker (Saccharose C 12 H 22 O 11) in Wasser perfekt löslich ist. Wenn Sie sich die Strukturformel von Saccharose ansehen, werden Sie feststellen, dass ihr Molekül –O – H-Gruppen enthält, die mit Wassermolekülen Wasserstoffbrückenbindungen eingehen können.
Stellen Sie experimentell sicher, dass Saccharose in Heptan leicht löslich ist, und versuchen Sie selbst zu erklären, warum sich die Eigenschaften von Naphthalin und Saccharose so stark unterscheiden.
Die Auflösung von Naphthalin in Heptan und Saccharose in Wasser nennt man körperliche Auflösung.

Nur molekulare Stoffe können sich physikalisch auflösen.

Die anderen Komponenten der Lösung heißen gelöste Stoffe.

Die von uns identifizierten Muster gelten auch für die Auflösung von flüssigen und gasförmigen Stoffen in Wasser (und in den meisten anderen Lösungsmitteln). Wenn alle Stoffe, die die Lösung bilden, vor dem Auflösen den gleichen Aggregatzustand hatten, dann wird der Stoff, der in der Lösung größer ist, normalerweise als Lösungsmittel bezeichnet. Die Ausnahme von dieser Regel ist Wasser: Es wird normalerweise als Lösungsmittel bezeichnet, auch wenn es weniger als der gelöste Stoff ist.
Der Grund für die physikalische Auflösung eines Stoffes in Wasser kann nicht nur die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Molekülen des gelösten Stoffes und Wasser sein, sondern auch die Bildung anderer Arten von intermolekularen Bindungen. Dies geschieht vor allem bei der Auflösung gasförmiger Stoffe in Wasser (zum Beispiel Kohlendioxid oder Chlor), bei denen die Moleküle überhaupt nicht miteinander verbunden sind, sowie bei einigen Flüssigkeiten mit sehr schwachen intermolekularen Bindungen (zum Beispiel Brom). Ein Energiegewinn wird hier durch die Orientierung von Dipolen (Wassermolekülen) um polare Moleküle oder polare Bindungen im gelösten Stoff erreicht, und im Falle von Chlor oder Brom durch die Neigung, Elektronen von Chlor- und Bromatomen anzulagern, die auch in den Molekülen dieser einfachen Substanzen erhalten ist (für mehr Details - in § 11.4).
In all diesen Fällen sind Stoffe in Wasser viel weniger löslich als bei der Bildung von Wasserstoffbrücken.
Wenn Sie das Lösungsmittel aus der Lösung entfernen (z. B. wie bei einer Lösung von Naphthalin in Heptan), wird der gelöste Stoff in chemisch unveränderter Form freigesetzt.

PHYSIKALISCHE LÖSUNG, LÖSUNGSMITTEL.
1 Erkläre, warum Heptan in Wasser unlöslich ist
2. Geben Sie das Zeichen für die thermische Wirkung der Auflösung von Ethylalkohol (Ethanol) in Wasser ab.
3. Warum ist Ammoniak in Wasser gut löslich und Sauerstoff schlecht?
4. Welche Substanz ist besser wasserlöslich - Ammoniak oder Phosphin (PH 3)?
5. Erklären Sie den Grund für die bessere Löslichkeit von Ozon in Wasser als Sauerstoff.
6. Bestimmen Sie den Massenanteil von Glucose (Traubenzucker, C 6 H 12 O 6) in einer wässrigen Lösung, wenn 120 ml Wasser und 30 g Glucose für die Herstellung verwendet wurden (nehmen Sie die Dichte des Wassers gleich 1 g / ml ). Wie hoch ist die Glucosekonzentration in dieser Lösung, wenn die Dichte der Lösung 1,15 g / ml beträgt?
7. Wie viel Zucker (Saccharose) kann aus 250 g Sirup mit einem Massenanteil von 35% Wasser isoliert werden?

1. Versuche zur Auflösung verschiedener Stoffe in verschiedenen Lösungsmitteln.
2. Herstellung von Lösungen.

11.2. Chemische Auflösung

Im ersten Absatz haben wir die Auflösungsfälle von Stoffen betrachtet, bei denen die chemischen Bindungen unverändert blieben. Aber das ist nicht immer der Fall.
Gib einige Natriumchloridkristalle in ein Reagenzglas und füge Wasser hinzu. Nach einiger Zeit lösen sich die Kristalle auf. Was ist passiert?
Natriumchlorid ist eine nichtmolekulare Substanz. Ein NaCl-Kristall besteht aus Na- und Cl-Ionen. Wenn ein solcher Kristall in das Wasser eindringt, gehen diese Ionen hinein. Dabei werden Ionenbindungen im Kristall und Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Wassermolekülen aufgebrochen. Im Wasser eingeschlossene Ionen interagieren mit Wassermolekülen. Im Fall von Chloridionen wird diese Wechselwirkung durch die elektrostatische Anziehung von Dipolwassermolekülen an das Anion begrenzt, und im Fall von Natriumkationen nähert sie sich in der Natur einem Donor-Akzeptor. In jedem Fall sind die Ionen bedeckt Hydratationsschale(Abb. 11.1).

In Form einer Reaktionsgleichung kann dies wie folgt geschrieben werden:

NaCl cr + ( n + m) H 2 O = + A

oder abgekürzt wo index aq bedeutet, dass Ion hydratisiert... Eine solche Gleichung heißt Ionengleichung.

Sie können auch die "molekulare" Gleichung dieses Prozesses aufschreiben: (dieser Name hat sich seit der Zeit erhalten, als man annahm, dass alle Stoffe aus Molekülen bestehen)

Hydratisierte Ionen werden weniger voneinander angezogen und die Energie der thermischen Bewegung reicht aus, um zu verhindern, dass diese Ionen zu einem Kristall zusammenkleben.

In der Praxis kann das Vorhandensein von Ionen in einer Lösung leicht durch Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit von Natriumchlorid, Wasser und der resultierenden Lösung bestätigt werden. Sie wissen bereits, dass Natriumchloridkristalle keinen elektrischen Strom leiten, denn obwohl sie geladene Teilchen enthalten - Ionen, sind sie im Kristall "fixiert" und können sich nicht bewegen. Wasser leitet elektrischen Strom sehr schlecht, denn durch die Autoprotolyse werden zwar Oxoniumionen und Hydroxidionen darin gebildet, diese sind aber sehr wenig. Eine Natriumchloridlösung hingegen leitet einen elektrischen Strom gut, da sie viele Ionen enthält und sich frei bewegen können, auch unter dem Einfluss einer elektrischen Spannung.
Energie muss aufgewendet werden, um Ionenbindungen in einem Kristall und Wasserstoffbrücken in Wasser aufzubrechen. Wenn die Ionen hydratisiert sind, wird Energie freigesetzt. Übersteigt der Energieverbrauch zum Aufbrechen von Bindungen die bei der Ionenhydratation freigesetzte Energie, dann Auflösung endotherm, und wenn umgekehrt, dann - exotherm.
Natriumchlorid löst sich in Wasser praktisch ohne thermische Wirkung, daher erfolgt die Auflösung dieses Salzes nur aufgrund einer Entropiezunahme. In der Regel geht die Auflösung jedoch mit einer spürbaren Wärmefreisetzung (Na 2 CO 3, CaCl 2, NaOH etc.) oder deren Aufnahme (KNO 3, NH 4 Cl etc.) einher, zum Beispiel:

Beim Verdampfen von Wasser aus durch chemisches Auflösen gewonnenen Lösungen werden gelöste Stoffe in chemisch unveränderter Form wieder freigesetzt.

Chemische Auflösung- Auflösung, bei der es zum Aufbrechen chemischer Bindungen kommt.

Sowohl bei der physikalischen als auch bei der chemischen Auflösung entsteht eine Lösung des von uns gelösten Stoffes, beispielsweise eine Lösung von Zucker in Wasser oder eine Lösung von Natriumchlorid in Wasser. Mit anderen Worten, der gelöste Stoff kann durch Entfernen des Wassers von der Lösung getrennt werden.

HYDRATE SHELL, HYDRATION, CHEMISCHE AUFLÖSUNG.
Nennen Sie drei Ihnen bekannte Beispiele von Stoffen: a) wasserlöslich oder damit reagierend, b) wasserunlöslich und nicht damit reagierend.
2. Was ist ein Lösungsmittel und was ist ein gelöster Stoff (oder Stoffe) in den folgenden Lösungen: a) Seifenlauge, b) Tafelessig, c) Wodka d) Salzsäure, e) Kraftstoff für ein Motorrad, f) Apotheke " Wasserstoffperoxid", g) Sprudelwasser, i) "Brillantgrün", j) Köln?
Bei Schwierigkeiten wenden Sie sich an Ihre Eltern.
3. Listen Sie die Methoden auf, mit denen Sie das Lösungsmittel aus der flüssigen Lösung entfernen können.
4. Wie verstehen Sie den Ausdruck "chemisch unverändert" im letzten Absatz des ersten Absatzes dieses Kapitels? Welche Veränderungen können an einem Stoff durch seine Auflösung und anschließende Trennung von der Lösung auftreten?
5. Es ist bekannt, dass Fette in Wasser unlöslich sind, sich jedoch gut in Benzin lösen. Was lässt sich auf dieser Grundlage über die Struktur der Fettmoleküle sagen?
6. Schreiben Sie die Gleichungen der chemischen Auflösung der folgenden ionischen Substanzen in Wasser auf:
a) Silbernitrat, b) Calciumhydroxid, c) Cäsiumjodid, d) Kaliumcarbonat, e) Natriumnitrit, f) Ammoniumsulfat.
7. Schreiben Sie die Kristallisationsgleichungen von Stoffen aus den in Aufgabe 6 aufgeführten Lösungen beim Entfernen von Wasser auf.
8. Was ist der Unterschied zwischen Lösungen, die durch physikalische Auflösung von Substanzen erhalten werden, von Lösungen, die durch chemische Auflösung erhalten werden? Was haben diese Lösungen gemeinsam?
9. Bestimmen Sie die Salzmasse, die in 300 ml Wasser gelöst werden muss, um eine Lösung mit einem Massenanteil dieses Salzes von 0,1 zu erhalten. Die Dichte des Wassers beträgt 1 g/ml und die Dichte der Lösung beträgt 1,05 g/ml. Wie hoch ist die Salzkonzentration in der resultierenden Lösung, wenn das Formelgewicht 101 Tage beträgt?
10. Wie viel Wasser und Bariumnitrat sollten zur Herstellung von 0,5 l einer 0,1 M Lösung dieser Substanz (Lösungsdichte 1,02 g / ml) verwendet werden?
Versuche zur Auflösung ionischer Stoffe in Wasser.

11.3. Gesättigte Lösungen. Löslichkeit

Ein Teil von Natriumchlorid (oder einer anderen ähnlichen Substanz), der in Wasser gegeben wird, würde sich immer vollständig auflösen, wenn zusätzlich zum Auflösungsvorgang

der umgekehrte Prozess würde nicht stattfinden - der Prozess der Kristallisation der Ausgangssubstanz aus der Lösung:

In dem Moment, in dem der Kristall in Wasser gegeben wird, ist die Kristallisationsgeschwindigkeit null, aber wenn die Ionenkonzentration in der Lösung zunimmt, nimmt sie zu und wird irgendwann gleich der Auflösungsgeschwindigkeit. Ein Gleichgewichtszustand stellt sich ein:

die resultierende Lösung wird als gesättigt bezeichnet.

Als ein solches Merkmal kann der Massenanteil eines gelösten Stoffes, seine Konzentration oder eine andere physikalische Größe, die die Zusammensetzung der Lösung charakterisiert, verwendet werden.
Alle Stoffe werden nach ihrer Löslichkeit in einem bestimmten Lösungsmittel in löslich, schwer löslich und praktisch unlöslich eingeteilt. Normalerweise werden praktisch unlösliche Substanzen einfach als unlöslich bezeichnet. Für die bedingte Grenze zwischen löslichen und schwerlöslichen Stoffen wird die Löslichkeit gleich 1 g in 100 g H 2 O ( w 1 %) und für die bedingte Grenze zwischen schwerlöslichen und unlöslichen Stoffen - Löslichkeit gleich 0,1 g in 100 g H 2 O ( w 0,1%).
Die Löslichkeit eines Stoffes ist temperaturabhängig. Da die Löslichkeit ein Merkmal des Gleichgewichts ist, erfolgt ihre Änderung bei Temperaturänderung in voller Übereinstimmung mit dem Prinzip von Le Chatelier, dh bei exothermer Auflösung eines Stoffes nimmt seine Löslichkeit mit steigender Temperatur ab und bei endothermer Auflösung nimmt sie zu.
Lösungen, in denen der gelöste Stoff unter den gleichen Bedingungen weniger als gesättigt ist, heißen ungesättigt.

GESÄTTIGTE LÖSUNG; UNGESÄTTIGTE LÖSUNG; LÖSLICHKEIT DER STOFFE; LÖSLICHE, schwerlösliche und unlösliche Stoffe.

1. Schreiben Sie die Gleichgewichtsgleichungen im gesättigten Lösungs-Niederschlag-System für a) Kaliumcarbonat, b) Silbernitrat und c) Calciumhydroxid auf.
2. Bestimmen Sie den Massenanteil von Kaliumnitrat in einer wässrigen Lösung dieses Salzes, die bei 20 ° C gesättigt ist, wenn während der Herstellung einer solchen Lösung 100 g Kaliumnitrat zu 200 g Wasser zugegeben wurden, und gleichzeitig nach Am Ende der Herstellung der Lösung lösten sich 36,8 g Kaliumnitrat nicht.
3. Ist es möglich, eine wässrige Lösung von Kaliumchromat K 2 CrO 4 mit einem Massenanteil einer gelösten Substanz von 45% bei 20 ° C herzustellen, wenn sich bei dieser Temperatur nicht mehr als 63,9 g dieses Salzes in 100 g lösen? aus Wasser.
4. Der Massenanteil von Kaliumbromid in einer gesättigten wässrigen Lösung beträgt bei 0 ° C 34,5 % und bei 80 ° C - 48,8 %. Bestimmen Sie die Masse an Kaliumbromid, die beim Abkühlen auf 0 ° C freigesetzt wird 250 g einer wässrigen Lösung dieses Salzes, die bei 80 ° C gesättigt ist.
5. Der Massenanteil an Calciumhydroxid in einer gesättigten wässrigen Lösung bei 20 °C beträgt 0,12 %. Wie viele Liter Calciumhydroxidlösung (Kalkwasser), die bei dieser Temperatur gesättigt ist, können mit 100 g Calciumhydroxid gewonnen werden? Nehmen Sie die Dichte der Lösung gleich 1 g / ml.
6. Bei 25 ° C beträgt der Massenanteil von Bariumsulfat in einer gesättigten wässrigen Lösung 2,33 · 10 –2%. Bestimmen Sie die Mindestmenge an Wasser, die erforderlich ist, um 1 g dieses Salzes vollständig aufzulösen.
Herstellung gesättigter Lösungen.

11.4. Chemische Reaktionen von Stoffen mit Wasser

Viele Stoffe, die mit Wasser in Kontakt kommen, gehen damit chemische Reaktionen ein. Als Ergebnis dieser Wechselwirkung wird bei einem Überschuss an Wasser wie beim Auflösen eine Lösung erhalten. Aber wenn wir dieser Lösung Wasser entziehen, erhalten wir nicht die ursprüngliche Substanz.

Welche Produkte entstehen, wenn ein Stoff mit Wasser reagiert? Sie hängt von der Art der chemischen Bindung im Stoff ab; wenn die Bindungen kovalent sind, dann vom Polaritätsgrad dieser Bindungen. Darüber hinaus wirken auch andere Faktoren mit ein, von denen wir einige kennenlernen werden.

a) Verbindungen mit ionischer Bindung

Die meisten ionischen Verbindungen sind entweder in Wasser chemisch löslich oder unlöslich. Ionische Hydride und Oxide unterscheiden sich, dh Verbindungen, die dieselben Elemente wie Wasser selbst und einige andere Substanzen enthalten. Betrachten wir das Verhalten von ionischen Oxiden im Kontakt mit Wasser am Beispiel von Calciumoxid.
Calciumoxid kann sich als ionische Substanz in Wasser chemisch auflösen. In diesem Fall würden Calciumionen und Oxidionen in die Lösung übergehen. Aber ein doppelt geladenes Anion ist nicht der stabilste Valenzzustand eines Sauerstoffatoms (schon nur weil die Affinitätsenergie für das zweite Elektron immer negativ ist und der Radius des Oxidions relativ klein ist). Daher neigen Sauerstoffatome dazu, ihre formale Ladung zu verringern. In Gegenwart von Wasser ist dies möglich. An der Oberfläche des Kristalls eingefangene Oxidionen interagieren mit Wassermolekülen. Diese Reaktion kann als Diagramm dargestellt werden, das ihren Mechanismus zeigt ( Mechanismusdiagramme).

Zum besseren Verständnis dessen, was passiert, unterteilen wir diesen Prozess bedingt in Phasen:
1. Das Wassermolekül wird durch das Wasserstoffatom (entgegengesetzt geladen) zum Oxid-Ion.
2. Ein einsames Elektronenpaar teilt sich ein Oxidion mit einem Wasserstoffatom; zwischen ihnen wird eine kovalente Bindung gebildet (gebildet durch den Donor-Akzeptor-Mechanismus).
3. An einem Wasserstoffatom in einem einzigen Valenzorbital (1 S) gibt es vier Elektronen (zwei "alte" und zwei "neue"), was dem Pauli-Prinzip widerspricht. Daher gibt das Wasserstoffatom ein Bindungselektronenpaar ("alte" Elektronen) an das Sauerstoffatom ab, das Teil des Wassermoleküls ist, zumal dieses Elektronenpaar bereits weitgehend auf das Sauerstoffatom verdrängt wurde. Die Bindung zwischen dem Wasserstoffatom und dem Sauerstoffatom wird gebrochen.
4. Aufgrund der Bindungsbildung durch den Donor-Akzeptor-Mechanismus wird die formale Ladung des ehemaligen Oxidions gleich –1 e; am Sauerstoffatom, das zuvor Teil des Wassermoleküls war, erscheint eine Ladung, ebenfalls gleich –1 e... Dadurch werden zwei Hydroxidionen gebildet.
5. Calciumionen, die jetzt nicht durch ionische Bindungen mit Oxidionen gebunden sind, gehen in die Lösung über und werden hydratisiert:

Die positive Ladung von Calciumionen wird sozusagen über das gesamte hydratisierte Ion "verwischt".
6. Die gebildeten Hydroxidionen werden ebenfalls hydratisiert:

Dabei wird auch die negative Ladung des Hydroxid-Ions "ausgewaschen".
Gesamtionengleichung für die Reaktion von Calciumoxid mit Wasser
CaO cr + H 2 O Ca 2 aq+ 2OH aq .

Calciumionen und Hydroxidionen treten in der Lösung im Verhältnis 1:2 auf. Das gleiche würde passieren, wenn Calciumhydroxid in Wasser gelöst würde. Tatsächlich können wir aus dieser Lösung durch Verdampfen des Wassers und Trocknen des Rückstands kristallines Calciumhydroxid (aber keineswegs ein Oxid!) gewinnen. Daher wird die Gleichung für diese Reaktion oft wie folgt geschrieben:

CaO cr + H 2 O = Ca (OH) 2p

und rief " molekular"die Gleichung dieser Reaktion. In diesen und anderen Gleichungen werden Buchstabenindizes manchmal nicht angegeben, was das Verständnis der ablaufenden Prozesse oft sehr erschwert oder einfach irreführend ist. Gleichzeitig ist das Fehlen von Buchstabenindizes in den Gleichungen ist z. B. bei der Lösung von Rechenaufgaben zulässig
Neben Calciumoxid wechselwirken auch folgende Oxide mit Wasser: Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, SrO, BaO – also Oxide jener Metalle, die selbst mit Wasser reagieren . Alle diese Oxide sind basische Oxide. Der Rest der ionischen Oxide reagiert nicht mit Wasser.
Ionische Hydride, zum Beispiel Natriumhydrid NaH, reagieren genau so mit Wasser. Das Natriumion wird nur hydratisiert, während das Hydridion mit einem Wassermolekül reagiert:

Dadurch verbleibt Natriumhydroxid in der Lösung.
Die Ionengleichung dieser Reaktion

NaHcr + H 2 O = Na aq+ OH aq+ H2,

und die "molekulare" Gleichung lautet NaH cr + H 2 O = NaOH p + H 2.

b) Stoffe mit metallischer Bindung

Betrachten Sie als Beispiel die Wechselwirkung mit Natriumwasser.

In den Diagrammen bedeutet die Halbpfeilkurve die Übertragung oder Bewegung eines elektrischen

Das Natriumatom neigt dazu, sein einziges Valenzelektron abzugeben. Einmal in Wasser, gibt es es leicht an das Wasserstoffatom des Wassermoleküls ab (es ist ein deutliches + darauf) und verwandelt sich in ein Natriumkation (Na). Das Wasserstoffatom, das ein Elektron aufgenommen hat, wird neutral (Н · ) und kann kein Elektronenpaar mehr halten, das es mit einem Sauerstoffatom verbindet (denken Sie an das Pauli-Prinzip). Dieses Elektronenpaar geht vollständig zum Sauerstoffatom (im Wassermolekül ist es bereits in seine Richtung verschoben, aber nur teilweise). Das Sauerstoffatom erhält die formale Ladung A, die Bindung zwischen den Wasserstoff- und Sauerstoffatomen wird gelöst und ein Hydroxid-Ion (O – H) gebildet.
Das Schicksal der resultierenden Partikel ist anders: Das Natriumion interagiert mit anderen Wassermolekülen und wird natürlich hydratisiert

genau wie das Natriumion wird das Hydroxidion hydratisiert, und das Wasserstoffatom "wartet" auf das Erscheinen eines anderen ähnlichen Wasserstoffatoms und bildet mit ihm ein Wasserstoffmolekül 2H · = H2.
Aufgrund der Unpolarität seiner Moleküle ist Wasserstoff praktisch unlöslich in Wasser und wird als Gas aus der Lösung freigesetzt. Die Ionengleichung dieser Reaktion

2Na cr + 2H 2 O = 2Na aq+ 2OH aq+ H2

ein "Molekül" -

2Na cr + 2H 2 O = 2NaOH p + H 2

Genau wie Natrium reagieren Li, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba bei Raumtemperatur heftig mit Wasser. Beim Erhitzen reagiert auch Mg damit, sowie einige andere Metalle.

c) Substanzen mit kovalenten Bindungen

Von den Stoffen mit kovalenten Bindungen mit Wasser können nur solche Stoffe reagieren
a) Bindungen, die stark polar sind, was diesen Substanzen eine gewisse Ähnlichkeit mit ionischen Verbindungen verleiht, oder
b) die Atome mit einer sehr hohen Tendenz zur Anlagerung von Elektronen enthalten.
Daher reagieren sie nicht mit Wasser und sind darin unlöslich (oder sehr schwer löslich):
a) Diamant, Graphit, Silizium, roter Phosphor und andere einfache nichtmolekulare Stoffe;
b) Siliziumdioxid, Siliziumkarbid und andere komplexe nichtmolekulare Substanzen;
c) Methan, Heptan und andere molekulare Substanzen mit Bindungen geringer Polarität;
d) Wasserstoff, Schwefel, weißer Phosphor und andere einfache molekulare Substanzen, deren Atome nicht sehr dazu neigen, Elektronen zu binden, sowie Stickstoff, dessen Moleküle sehr stark sind.
Von größter Bedeutung ist die Wechselwirkung mit Wasser von molekularen Oxiden, Hydriden und Hydroxiden und unter einfachen Substanzen - Halogenen.
Wie molekulare Oxide mit Wasser reagieren, betrachten wir am Beispiel von Schwefeltrioxid:

Das Wassermolekül greift aufgrund eines der einsamen Elektronenpaare des Sauerstoffatoms ein positiv geladenes Schwefelatom (+) an und verbindet es mit der O – S-Bindung, und am Sauerstoffatom entsteht eine formale Ladung B zusätzlichen Elektronen, das Schwefelatom hört auf, das Elektronenpaar einer der -Bindungen zu halten, das vollständig auf das entsprechende Sauerstoffatom übertragen wird, an dem dadurch eine Formalladung A entsteht. Dann das einsame Elektronenpaar dieses Sauerstoffs Atom wird von einem der Wasserstoffatome akzeptiert, das Teil des Wassermoleküls war, das so von einem Sauerstoffatom zum anderen übergeht ... Als Ergebnis wird ein Schwefelsäuremolekül gebildet. Reaktionsgleichung:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4.

N 2 O 5, P 4 O 10 und einige andere molekulare Oxide reagieren auf ähnliche, aber etwas kompliziertere Weise mit Wasser. Sie sind alle saure Oxide.
N 2 O 5 + H 2 O = 2HNO 3;
P 4 O 10 + 6H 2 O = 4H 3 PO 4.

Bei all diesen Reaktionen entstehen Säuren, die in Gegenwart von Wasser im Überschuss damit reagieren. Bevor wir jedoch den Mechanismus dieser Reaktionen betrachten, wollen wir uns ansehen, wie Chlorwasserstoff, eine molekulare Substanz mit stark polaren kovalenten Bindungen zwischen Wasserstoff- und Chloratomen, mit Wasser reagiert:

Ein polares Chlorwasserstoffmolekül, einmal in Wasser, ist wie im Diagramm gezeigt ausgerichtet (entgegengesetzte Ladungen der Dipole werden angezogen). Die Elektronenhülle ist aufgrund der Polarisation spärlich (1 S-EO) des Wasserstoffatoms akzeptiert das freie Elektronenpaar sp 3-Hybridelektronen des Sauerstoffatoms und Wasserstoff heften sich an das Wassermolekül, wobei ein Elektronenpaar vollständig an das Chloratom abgegeben wird, das diese Atome im Chlorwasserstoffmolekül bindet. Als Ergebnis wird ein Chloratom in ein Chloridion umgewandelt und ein Wassermolekül wird in ein Oxoniumion umgewandelt. Reaktionsgleichung:

HCl g + H 2 O = H 3 O aq+ Cl aq .

Bei niedrigen Temperaturen wird kristallines Oxoniumchlorid (H 3 O) Cl ( T pl = -15 °C).

Die Wechselwirkung von HCl und H 2 O kann man sich anders vorstellen:

das heißt, als Ergebnis der Übertragung eines Protons von einem Chlorwasserstoffmolekül auf ein Wassermolekül. Daher handelt es sich um eine Säure-Base-Reaktion.
Die Wechselwirkung von Salpetersäure mit Wasser erfolgt in ähnlicher Weise.

die auch als Protonentransfer dargestellt werden kann:

Säuren, in deren Molekülen sich mehrere Hydroxyle (OH-Gruppen) befinden, reagieren mit Wasser in mehreren Stufen (stufenweise). Ein Beispiel ist Schwefelsäure.

Das zweite Proton wird viel schwieriger abgespalten als das erste, daher ist die zweite Stufe dieses Prozesses reversibel. Nachdem Sie die Größe und Verteilung der Ladungen im Schwefelsäuremolekül und im Hydrosulfat-Ion verglichen haben, versuchen Sie, dieses Phänomen selbst zu erklären.
Beim Abkühlen können aus schwefelsauren Lösungen einzelne Stoffe isoliert werden: (H 3 O) HSO 4 (t pl = 8,5 °C) und (H 3 O) 2 SO 4 (t pl = - 40 °C).
Anionen, die aus Säuremolekülen nach der Abstraktion eines oder mehrerer Protonen gebildet werden, heißen saure Rückstände.
Von den molekularen einfachen Stoffen reagieren unter Normalbedingungen nur F 2, Cl 2, Br 2 und zu einem äußerst geringen Teil I 2 mit Wasser. Fluor reagiert heftig mit Wasser und oxidiert es vollständig:

2F 2 + H 2 O = 2HF + OF 2.

In diesem Fall treten auch andere Reaktionen auf.
Viel wichtiger ist die Reaktion von Chlor mit Wasser. Da sie eine hohe Tendenz haben, Elektronen zu binden (die molare Affinitätsenergie für ein Elektron eines Chloratoms beträgt 349 kJ / mol), halten Chloratome es teilweise im Molekül (die molare Affinitätsenergie für ein Elektron eines Chlormoleküls beträgt 230 .) kJ/mol). Daher werden Chlormoleküle beim Auflösen hydratisiert und ziehen Sauerstoffatome von Wassermolekülen an sich. An einigen dieser Sauerstoffatome können die Chloratome ein einzelnes Elektronenpaar aufnehmen. Der Rest ist im Diagramm des Mechanismus dargestellt:

Die Gesamtgleichung für diese Reaktion

Cl 2 + 2H 2 O = HClO + H 3 O + Cl.

Da die Reaktion jedoch reversibel ist, stellt sich ein Gleichgewicht ein:

Cl 2 + 2H 2 O HClO + H 3 O + Cl.

Die resultierende Lösung wird "Chlorwasser" genannt. Aufgrund der darin enthaltenen hypochlorigen Säure hat es stark oxidierende Eigenschaften und wird als Bleich- und Desinfektionsmittel verwendet.
Wenn wir uns daran erinnern, dass Cl und H 3 O während der Wechselwirkung ("Auflösung") von Chlorwasserstoff in Wasser gebildet werden, können wir die "molekulare" Gleichung aufschreiben:

Cl 2 + H 2 O HClO p + HCl p.

Brom reagiert ähnlich mit Wasser, nur das Gleichgewicht ist hier stark nach links verschoben. Jod reagiert praktisch nicht mit Wasser.

Um sich vorzustellen, inwieweit sich Chlor und Brom physikalisch in Wasser lösen und mit diesem reagieren, verwenden wir die quantitativen Merkmale der Löslichkeit und des chemischen Gleichgewichts.

Der Molenbruch von Chlor in einer bei 20 ° C und Atmosphärendruck gesättigten wässrigen Lösung beträgt 0,0018, dh auf 1000 Wassermoleküle kommen etwa 2 Chlormoleküle. Zum Vergleich: In einer unter gleichen Bedingungen gesättigten Stickstofflösung beträgt der molare Anteil von Stickstoff 0,00012, dh ein Stickstoffmolekül macht etwa 100.000 Wassermoleküle aus. Und um eine unter den gleichen Bedingungen gesättigte Chlorwasserstofflösung zu erhalten, müssen Sie pro 100 Wassermoleküle etwa 35 Moleküle Chlorwasserstoff einnehmen. Daraus können wir schließen, dass Chlor zwar wasserlöslich, aber unbedeutend ist. Die Löslichkeit von Brom ist etwas höher - etwa 4 Moleküle pro 1000 Wassermoleküle.

5. Geben Sie die Reaktionsgleichungen an, mit denen die folgenden Transformationen durchgeführt werden können:

11.5. Kristalline Hydrate

Bei der chemischen Auflösung ionischer Stoffe werden die in die Lösung übergehenden Ionen hydratisiert. Sowohl Kationen als auch Anionen werden hydratisiert. In der Regel sind hydratisierte Kationen stärker als Anionen und hydratisierte einfache Kationen stärker als komplexe. Dies liegt daran, dass einfache Kationen freie Valenzorbitale haben, die teilweise einzelne Elektronenpaare von Sauerstoffatomen aufnehmen können, aus denen Wassermoleküle bestehen.
Versucht man, das Ausgangsmaterial durch Entfernen von Wasser aus einer Lösung zu isolieren, gelingt es oft nicht, es zu erhalten. Wenn wir beispielsweise farbloses Kupfersulfat CuSO 4 in Wasser auflösen, erhalten wir eine blaue Lösung, die ihm durch hydratisierte Kupferionen gegeben wird:

Nach dem Eindampfen der Lösung (Entfernen von Wasser) und Abkühlen treten blaue Kristalle mit der Zusammensetzung CuSO 4 5H 2 O hervor (der Punkt zwischen den Formeln Kupfersulfat und Wasser bedeutet, dass für jede Formeleinheit Kupfersulfat die Zahl der in der Formel angegebenen Wassermoleküle). Das ursprüngliche Kupfersulfat kann aus dieser Verbindung durch Erhitzen auf 250 ° C gewonnen werden. In diesem Fall erfolgt die Reaktion:

CuSO 4 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O.

Die Untersuchung der Struktur von CuSO 4 · 5H 2 O-Kristallen zeigte, dass in seiner Formeleinheit vier Wassermoleküle an das Kupferatom und das fünfte an Sulfationen gebunden sind. Somit lautet die Formel dieser Substanz SO 4 · H 2 O, und sie wird tetraaquamiertes (II) Sulfat-Monohydrat oder einfach "Kupfersulfat" genannt.
Vier an das Kupferatom gebundene Wassermoleküle sind der Rest der Hydratationshülle des Cu 2 -Ions aq, und das fünfte Wassermolekül ist der Rest der Hydratationshülle des Sulfations.
Eine ähnliche Struktur hat eine Verbindung SO 4 · H 2 O – Monohydrat von Hexaaquat-Eisen(II)-Sulfat oder "Eisenvitriol".
Andere Beispiele:
Cl ist Hexaaquacalciumchlorid;
Cl 2 - Hexaaquamagnesiumchlorid.
Diese und ähnliche Stoffe heißen Kristallhydrate, und das darin enthaltene Wasser ist Kristallisationswasser.
Oft ist die Struktur des kristallinen Hydrats unbekannt oder mit herkömmlichen Formeln nicht auszudrücken. In diesen Fällen werden für kristalline Hydrate die oben erwähnten "Punktformeln" und vereinfachten Namen verwendet, zum Beispiel:
CuSO 4 · 5H 2 O – Kupfersulfat-Pentahydrat;
Na 2 CO 3 · 10 H 2 O – Natriumcarbonat-Decahydrat;
AlCl 3 · 6H 2 O – Aluminiumchlorid-Hexahydrat.

Wenn aus den Ausgangsstoffen und Wasser kristalline Hydrate gebildet werden, brechen die O-H-Bindungen in Wassermolekülen nicht auf.

Wird Kristallwasser durch schwache intermolekulare Bindungen in kristallinem Hydrat gehalten, so wird es durch Erhitzen leicht entfernt:
Na 2 CO 3 10H 2 O = Na 2 CO 3 + 10H 2 O (bei 120°C);
K 2 SO 3 2H 2 O = K 2 SO 3 + 2H 2 O (bei 200 °C);
CaCl 2 6H 2 O = CaCl 2 + 6H 2 O (bei 250°C).

Wenn in kristallinem Hydrat die Bindungen zwischen Wassermolekülen und anderen Partikeln nahe chemischer sind, dann dehydratisiert ein solches kristallines Hydrat (verliert Wasser) bei einer höheren Temperatur, zum Beispiel:
Al 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O = Al 2 (SO 4) 3 + 18H 2 O (bei 420 °C);
CoSO 4 7H 2 O = CoSO 4 + 7H 2 O (bei 410 °C);

oder zersetzt sich beim Erhitzen unter Bildung anderer Chemikalien, zum Beispiel:
2 (FeCl 3 6H 2 O) = Fe 2 O 3 + 6HCl + 9H 2 O (über 250°C);
2 (AlCl 3 6H 2 O) = Al 2 O 3 + 6HCl + 9H 2 O (200–450°C).

Somit kann die Wechselwirkung wasserfreier Substanzen, die kristalline Hydrate bilden, mit Wasser entweder eine chemische Auflösung oder eine chemische Reaktion sein.

KRISTALLHYDRATE
Bestimmen Sie den Massenanteil von Wasser in a) Kupfersulfat-Pentahydrat, b) Natriumhydroxid-Dihydrat, c) KAl (SO 4) 2 · 12H 2 O (Kaliumalaun).
2. Bestimmen Sie die Zusammensetzung des kristallinen Hydrats von Magnesiumsulfat, wenn der Massenanteil des Wassers darin 51,2 % beträgt. (3) Wie viel Wasser wird bei der Kalzinierung von Natriumsulfat-Decahydrat (Na 2 SO 4 10 H 2 O) mit einem Gewicht von 644 g freigesetzt?
4. Wie viel wasserfreies Calciumchlorid kann durch Calcinieren von 329 g Calciumchlorid-Hexahydrat gewonnen werden?
5. Calciumsulfat-Dihydrat CaSO 4 2H 2 O verliert beim Erhitzen auf 150°C 3/4 seines Wassers. Bilden Sie eine Formel für das resultierende kristalline Hydrat (Alabaster) und schreiben Sie die Gleichung für die Umwandlung von Gips in Alabaster auf.
6. Bestimmen Sie die Masse an Kupfersulfat und Wasser, die Sie benötigen, um 10 kg einer 5% igen Kupfersulfatlösung herzustellen.
7. Bestimmen Sie den Massenanteil von Eisen(II)sulfat in einer Lösung, die durch Mischen von 100 g Eisensulfat (FeSO 4 7H 2 O) mit 9900 g Wasser erhalten wurde.
Gewinnung und Zersetzung kristalliner Hydrate.