-->
|
|
|
Õèìèÿ 8 êëàññ ñ ÃÄÇ. Ãàáðèåëÿí ÃÄÇ 8 êëàññ§ 34. Òèïû õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé íà ïðèìåðå ñâîéñòâ âîäûÂû óæå ïîçíàêîìèëèñü ñ ñàìûì óäèâèòåëüíûì âåùåñòâîì íà Çåìëå — îêñèäîì âîäîðîäà, ò. å. ñ âîäîé Í2O. Íàøà Ðîäèíà çàíèìàåò ïåðâîå ìåñòî â ìèðå ïî çàïàñàì ïðåñíîé âîäû — íà òåððèòîðèè Ðîññèè ñîñðåäîòî÷åíà 1/5 å¸ ìèðîâûõ ðåñóðñîâ. Ðå÷íîé ñòîê ñîñòàâëÿåò 4270 êì3 â ãîä, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò 10% ìèðîâîãî ðå÷íîãî ñòîêà, ò. å. ïî 30 òûñÿ÷ ì3 íà êàæäîãî ðîññèÿíèíà. Äëÿ ñðàâíåíèÿ óêàæåì, ÷òî çàñóøëèâûå èëè ïîëóçàñóøëèâûå ðåãèîíû ìèðà, êîòîðûå ñîñòàâëÿþò 40% ñóøè, èìåþò òîëüêî 2% ìèðîâûõ çàïàñîâ ïðåñíîé âîäû. Çà èñòî÷íèêè ÷èñòîé âîäû â íåêîòîðûõ ñòðàíàõ Àçèè è Àôðèêè èäóò íàñòîÿùèå âîéíû. Ïî ïðîãíîçàì, ê 2025 ã. â ñòðàíàõ, èñïûòûâàþùèõ óìåðåííóþ èëè ñåðü¸çíóþ íåõâàòêó âîäû, áóäóò æèòü óæå äâå òðåòè íàñåëåíèÿ ïëàíåòû. È õîòÿ â Ðîññèè, êðîìå ðåê, ñîñðåäîòî÷åíî òàêæå áîëåå 26 òûñÿ÷ êì3 ïðåñíûõ âîä â îç¸ðàõ è ñóùåñòâóåò 2000 âîäîõðàíèëèù, îáú¸ì êîòîðûõ áîëåå 1 ìëí ì3 êàæäîå, ïðîáëåìà çàãðÿçíåíèÿ âîäî¸ìîâ è íåõâàòêè ïèòüåâîé âîäû ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç àêòóàëüíûõ. Íà ïðèìåðå õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ âîäû, ýòîãî âàæíåéøåãî èç âåùåñòâ íà íàøåé ïëàíåòå, ïîâòîðèì îñíîâíûå òèïû õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé ïî ïðèçíàêó «÷èñëî è ñîñòàâ èñõîäíûõ âåùåñòâ è ïðîäóêòîâ ðåàêöèè».
Ðåàêöèÿ ðàçëîæåíèÿ. Ñ ýòîé ðåàêöèåé, êîòîðàÿ ïðîòåêàåò ïîä äåéñòâèåì ïîñòîÿííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà è íàçûâàåòñÿ ýëåêòðîëèçîì, âû óæå çíàêîìèëèñü:
Ðàñòåíèÿ ðàçëàãàþò âîäó íà âîäîðîä è êèñëîðîä â ïðîöåññå ôîòîñèíòåçà. Åñëè âåòî÷êó Ðèñ. 112. Ïðîöåññ ôîòîñèíòåçà âîäíîãî ðàñòåíèÿ ýëîäåè ïîìåñòèòü â ïðèáîð, èçîáðàæ¸ííûé íà ðèñóíêå 112, è âûñòàâèòü íà ÿðêèé ñîëíå÷íûé ñâåò, òî óæå ÷åðåç 10— 15 ìèí â âåðõíåé ÷àñòè ïðîáèðêè ñîáåð¸òñÿ êèñëîðîä, êîòîðûé îáðàçîâàëñÿ â ðåçóëüòàòå ðàçëîæåíèÿ âîäû íà ñâåòó — ôîòîëèçà (ôîòîñ — ñâåò, ëèçîñ — ðàçëîæåíèå). Êàê âû çíàåòå èç êóðñà áèîëîãèè, îáðàçîâàâøèéñÿ ïðè ýòîì âîäîðîä ñ ïîìîùüþ ìíîãî÷èñëåííûõ áèîõèìè÷åñêèõ ðåàêöèé îáðàçóåò ñ óãëåêèñëûì ãàçîì îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî — ãëþêîçó Ñ6Í12O6. Ñîâîêóïíîñòü âñåõ ýòèõ ïðîöåññîâ è íàçûâàþò ôîòîñèíòåçîì. Ïðîöåññ ôîòîñèíòåçà ìîæíî çàïèñàòü ñ ïîìîùüþ ñëåäóþùåãî îáîáù¸ííîãî óðàâíåíèÿ:
Ðåàêöèè ñîåäèíåíèÿ. Âû ðàññìàòðèâàëè ýòîò òèï ðåàêöèé íà ñâîéñòâå âîäû ñîåäèíÿòüñÿ ñ îêñèäàìè ìåòàëëîâ è íåìåòàëëîâ ñ îáðàçîâàíèåì ñîîòâåòñòâåííî ùåëî÷åé è ðàñòâîðèìûõ êèñëîðîäñîäåðæàùèõ êèñëîò. Åñëè â ôàðôîðîâóþ ÷àøå÷êó ïîìåñòèòü íåñêîëüêî êóñî÷êîâ óæå èçâåñòíîé âàì íåãàø¸íîé èçâåñòè — îêñèäà êàëüöèÿ ÑàÎ, à çàòåì ïðèëèâàòü ê íèì ïîñòåïåííî âîäó, äàâàÿ åé âïèòûâàòüñÿ, íàä ÷àøêîé ïîÿâèòñÿ ïàð. Êóñî÷êè îêñèäà êàëüöèÿ íà÷íóò ðàçîãðåâàòüñÿ è ïðåâðàòÿòñÿ â ïóøèñòûå õëîïüÿ èëè ïîðîøîê íîâîãî âåùåñòâà — ãèäðîêñèäà êàëüöèÿ, èëè ãàø¸íîé èçâåñòè (ðèñ. 113):
Òåïåðü âàì ñòàëî ïîíÿòíî, ïî÷åìó ýòó ðåàêöèþ íàçûâàþò ãàøåíèåì èçâåñòè. Îáðàçóþò ù¸ëî÷è ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ âîäîé âñå îêñèäû ìåòàëëîâ IA ãðóïïû (ãëàâíîé ïîäãðóïïû I ãðóïïû) Ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû Ä. È. Ìåíäåëååâà, ïîýòîìó ýòè ýëåìåíòû íàçûâàþò ùåëî÷íûìè. Îêñèäû ìåòàëëîâ ãëàâíîé ïîäãðóïïû II ãðóïïû (IIA ãðóïïû) Ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû Ä. È. Ìåíäåëååâà — êàëüöèÿ, ñòðîíöèÿ, áàðèÿ (èõ â ñòàðèíó íàçûâàëè çåìëÿìè) — òàêæå îáðàçóþò ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ âîäîé ù¸ëî÷è. Ïîýòîìó ýòè ýëåìåíòû íàçûâàþò ù¸ëî÷íîçåìåëüíûìè. À âîò îêñèäû íåìåòàëëîâ âçàèìîäåéñòâóþò ñ âîäîé, îáðàçóÿ êèñëîòû, â êîòîðûõ íåìåòàëë áóäåò èìåòü òó æå ñòåïåíü îêèñëåíèÿ, ÷òî è â ñîîòâåòñòâóþùåì îêñèäå:
Òåïåðü âàì, î÷åâèäíî, ñòàëî ïîíÿòíî, ïî÷åìó îñíîâàíèÿ è êèñëîðîäñîäåðæàùèå êèñëîòû íàçûâàþò â õèìèè îäíèì ñëîâîì «ãèäðîêñèäû».
Âàì ñëåäóåò çàïîìíèòü íåñëîæíîå ïðàâèëî: âîäà ðåàãèðóåò ñ îêñèäàìè ìåòàëëîâ è îêñèäàìè íåìåòàëëîâ â òîì ñëó÷àå, åñëè îáðàçóåòñÿ ðàñòâîðèìûé ãèäðîêñèä (ù¸ëî÷ü èëè êèñëîðîäñîäåðæàùàÿ êèñëîòà):
Ðåàêöèè çàìåùåíèÿ. Ùåëî÷íûå è ù¸ëî÷íîçåìåëüíûå ìåòàëëû ñ âîäîé ìîãóò îáðàçîâûâàòü ù¸ëî÷è íå òîëüêî ñ ïîìîùüþ ñâîèõ îêñèäîâ, íî è ïðè íåïîñðåäñòâåííîì âçàèìîäåéñòâèè. Òîëüêî ýòî áóäóò óæå ðåàêöèè äðóãîãî òèïà — ðåàêöèè çàìåùåíèÿ, íàïðèìåð:
Íàëü¸ì â ÷àøêó Ïåòðè, íàõîäÿùóþñÿ íà ñòîëèêå êîäîñêîïà, íåìíîãî âîäû è äîáàâèì ê íåé íåñêîëüêî êàïåëü ôåíîëôòàëåèíà. Çàòåì ïîìåñòèì â ñîñóä êóñî÷åê î÷èùåííîãî íàòðèÿ âåëè÷èíîé ñî ñïè÷å÷íóþ ãîëîâêó. Íà ýêðàíå áóäåò ïðîåöèðîâàòüñÿ ïðîèñõîäÿùàÿ ïðè ýòîì õèìè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ (ðèñ. 114): êóñî÷åê íàòðèÿ ïðåâðàùàåòñÿ â êðóãëûé øàðèê (ïëàâèòñÿ, òàê êàê ðåàêöèÿ ýêçîòåðìè÷åñêàÿ), áåãàåò ïî ïîâåðõíîñòè âîäû (íàòðèé ëåã÷å âîäû è ïîäòàëêèâàåòñÿ îáðàçóþùèìñÿ â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿ ãàçîîáðàçíûì âîäîðîäîì), îñòàâëÿÿ çà ñîáîé ìàëèíîâûé ñëåä (ýòî èçìåíÿåò îêðàñêó ôåíîëôòàëåèíà ïîëó÷èâøàÿñÿ â ðåçóëüòàòå ðåàêöèè ù¸ëî÷ü — ãèäðîêñèä íàòðèÿ). Ðåàêöèè îáìåíà. Åñëè âû îáðàòèòå âíèìàíèå íà óæå çíàêîìóþ âàì òàáëèöó ðàñòâîðèìîñòè ãèäðîêñèäîâ è ñîëåé â âîäå, òî, î÷åâèäíî, çàìåòèòå, ÷òî â íåêîòîðûõ êëåòêàõ ýòîé òàáëèöû ñòîÿò ïðî÷åðêè, êîòîðûå îáîçíà÷àþò, ÷òî äàííîå âåùåñòâî â âîäíîé ñðåäå ðàçëàãàåòñÿ, èëè, êàê ãîâîðÿò, ãèäðîëèçóåòñÿ (ãèäðî — âîäà, ëèçîñ — ðàçëîæåíèå).
Ãèäðîëèç ìîæåò áûòü îáðàòèìûì (ñ íèì âû áóäåòå çíàêîìèòüñÿ ïðè èçó÷åíèè õèìèè â ñòàðøèõ êëàññàõ) è íåîáðàòèìûì. Íàïðèìåð, íåîáðàòèìî ãèäðîëèçóåòñÿ ñóëüôèä àëþìèíèÿ:
Åñëè â ïðîáèðêó ïðèëèòü íà ⅓ å¸ îáú¸ìà äèñòèëëèðîâàííîé âîäû, à çàòåì ïîìåñòèòü â íå¸ êóñî÷åê êàðáèäà êàëüöèÿ ÑàÑ2 âåëè÷èíîé ñ ãîðîøèíó, òî ìîæíî çàìåòèòü âûäåëåíèå ãàçà — àöåòèëåíà Ñ2Í2, à åñëè çàòåì â ïðîáèðêó ïðèëèòü ðàñòâîð ôåíîëôòàëåèíà, òî ïîÿâëåíèå ìàëèíîâîé îêðàñêè óêàæåò íà îáðàçîâàíèå ù¸ëî÷è — ãèäðîêñèäà êàëüöèÿ:
Ãèäðîëèç îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ — æèðîâ, áåëêîâ è óãëåâîäîâ, ïðîòåêàþùèé â æèâûõ îðãàíèçìàõ, — ýòî îñíîâà èõ æèçíåäåÿòåëüíîñòè. Ñëåäîâàòåëüíî, âîäà — íå òîëüêî ñàìîå âàæíîå âåùåñòâî íà Çåìëå, íî ýòî è ìíîãîëèêîå ñîåäèíåíèå, îáëàäàþùåå ðàçíîîáðàçíûìè õèìè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè.
1. Îáðàòèòåñü ê ýëåêòðîííîìó ïðèëîæåíèþ. Èçó÷èòå ìàòåðèàë óðîêà è âûïîëíèòå ïðåäëîæåííûå çàäàíèÿ. 2. Íàéäèòå â Èíòåðíåòå ýëåêòðîííûå àäðåñà, êîòîðûå ìîãóò ñëóæèòü äîïîëíèòåëüíûìè èñòî÷íèêàìè, ðàñêðûâàþùèìè ñîäåðæàíèå êëþ÷åâûõ ñëîâ è ñëîâîñî÷åòàíèé ïàðàãðàôà. Ïðåäëîæèòå ó÷èòåëþ ñâîþ ïîìîùü â ïîäãîòîâêå íîâîãî óðîêà — ñäåëàéòå ñîîáùåíèå ïî êëþ÷åâûì ñëîâàì è ñëîâî-ñî÷åòàíèÿì ñëåäóþùåãî ïàðàãðàôà.
1. Çàêîí÷èòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, ñõåìû êîòîðûõ:
Óêàæèòå òèïû ðåàêöèé ïî ïðèçíàêó «÷èñëî è ñîñòàâ èñõîäíûõ âåùåñòâ è ïðîäóêòîâ ðåàêöèè». Íàçîâèòå ïðîäóêòû ðåàêöèé. 2. Êàêîé îáú¸ì àöåòèëåíà (í. ó.) îáðàçóåòñÿ â ðåçóëüòàòå ãèäðîëèçà 320 ìã êàðáèäà êàëüöèÿ, ñîäåðæàùåãî 2% ïðèìåñåé? 3. Çàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ ìîæíî îñóùåñòâèòü ñëåäóþùèå ïðåâðàùåíèÿ:
Óêàæèòå òèïû ðåàêöèé ïî ïðèçíàêó ÷èñëà è ñîñòàâà èñõîäíûõ âåùåñòâ è ïðîäóêòîâ ðåàêöèè. 4. Âû÷èñëèòå îáú¸ì (í. ó.) âîäîðîäà, êîòîðûé îáðàçóåòñÿ ïðè âçàèìîäåéñòâèè 9,2 ã íàòðèÿ, ñîäåðæàùåãî 2,5% ïðèìåñåé, ñ âîäîé. Âû÷èñëèòå êîëè÷åñòâî âåùåñòâà ù¸ëî÷è, êîòîðîå ïîëó÷èòñÿ ïðè ýòîì. 5. Íàéäèòå ìàññó ãëþêîçû è îáú¸ì êèñëîðîäà (í. ó.), îáðàçóþùèõñÿ â ïðîöåññå ôîòîñèíòåçà, åñëè â ðåàêöèþ âñòóïèëî 448 ì3 óãëåêèñëîãî ãàçà (í. ó.). Âû÷èñëèòå êîëè÷åñòâî âåùåñòâà âîäû, êîòîðîå äëÿ ýòîãî ïîòðåáîâàëîñü.
|
|
|