Чому вода є добрим розчинником

Роль води як розчинника в живій природі. Будова молекули води. Вода як полярний розчинник

У природі найпоширенішими є водні розчини. Вони поширені в живій і неживій природі й мають величезне значення для існування життя в цілому. Як відомо, життя зародилося у воді і, як і раніше, залишається тісно пов’язаним із водою. Будь-яка клітина живого організму є водним розчином. Водними розчинами є природні води, які використовуються живими організмами для підтримки процесів життєдіяльності. Таким чином, вода як розчинник відіграє величезну роль в існуванні життя на Землі. Вона фактично є універсальним розчинником, тому що розчиняє найбільшу кількість речовин. Це пояснюється її фізико-хімічними властивостями.

Властивості води H₂O багато в чому унікальні й обумовлені її будовою. В утворенні хімічних зв’язків у молекулі води беруть участь р-електрони атома Оксигену й s-електрони атомів Гідрогену. В окремій молекулі води атоми Гідрогену й Оксигену розташовані так, що утворюють рівнобедрений трикутник. У вершині його атом Оксигену, у кутах при основі — атоми Гідрогену. Зв’язки H-О-H розташовані під кутом 104,5º. Атом Оксигену має більшу електронегативність, тому зв’язок О-H є полярним. Атоми Гідрогену несуть частковий позитивний заряд, а атом Оксигену — частковий негативний заряд. У різних частинах молекули зосереджені протилежні заряди. Таким чином, молекула води є полярною, має кутову форму і є електричним диполем. Кожна молекула води, як магніт, притягує до себе інші молекули або йони. Тому, на відміну від більшості інших рідин, вода є ідеальним розчинником для багатьох речовин. Саме завдяки електростатичній взаємодії між частинками речовин, що розчиняються, і диполями води в розчинах утворюються гідрати.

Читайте также: Котел бакси шумит вода

Наступною особливістю води є те, що вона має високу константу діелектричної проникності (78). Це значить, що у воді електростатичне притягання двох протилежно заряджених йонів знижується в 78 разів. Тобто зв’язки між йонами в кристалах при розчиненні у воді стають в 78 разів слабкішими й кристал значно легше руйнується.

Розчинюючій дії води тією чи іншою мірою підвладні й тверді тіла, і рідини, і гази. Маючи полярну молекулу, вода належить до полярних розчинників. Найлегше в ній розчиняються речовини, що мають полярні молекули або іонні кристали. Добре розчинними у воді й нейтральними сполуками є гліцерин та цукор, оскільки вони теж здатні утворювати специфічні зв’язки з молекулами розчинника.

Постійно контактуючи з безліччю речовин, вода фактично завжди є розчином різного, найчастіше дуже складного складу. Вода хімічно не змінюється під впливом більшості тих сполук, які вона розчиняє, і не змінює їх. Тобто вона є інертним розчинником, що важливо для живих організмів на нашій планеті, оскільки необхідні їхнім тканинам поживні речовини надходять у водних розчинах у порівняно стійкому вигляді.

Источник

Чому вода є добрим розчинником

Роль води як розчинника в живій природі. Будова молекули води. Вода як полярний розчинник

Використовуючи сайт ви погоджуєтесь з правилами користування

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Ми приєднуємось до закону про авторське право в цифрову епоху DMCA прийнятим за основу взаємовідносин в площині вирішення питань авторських прав в мережі Інтернет. Тому підтримуємо загальновживаний механізм «повідомлення-видалення» для об’єктів авторського права і завжди йдемо на зустріч правовласникам.

Копіюючи матеріали во повинні узгодити можливість їх використання з авторами. Наш сайт не несе відподвідальність за копіювання матеріалів нашими користувачами.

Источник

Вода – розчинник

Вода – це рідка речовина, що не має смаку, кольору і запаху. Чиста вода абсолютно прозора. Якщо налити воду в склянку, то через її стінки можна розгледіти предмети, розташовані за ним. Вода володіє плинністю, завдяки якій вона проникає через тріщини і щілини, просочує все навколо.

У рідкому стані вода:

заповнює моря, океани, річки і озера;
просочує ґрунт;
входить до складу рослин;
входить до складу тіл ссавців.

Дивна властивість води в тому, що вона вміє розчиняти майже все навколо. Існують деякі предмети, які промокають, але залишаються розчиненими. Як і чому це відбувається?

Що таке розчин?

Коли речовина розчиняється, вона змішується з рідиною, утворюючи розчин. Розчином можна назвати чай в склянці, куди до цього поклали шматочок цукру. Вода, що ввібрала цукор, стає солодкою на смак. Коли речовина з’єднується з розчинником, утворюється розчин. Водний розчин являє собою водорозчинну речовину, яку розбавили чистою водою. Вода хороший розчинник, але вона не в силах розчинити камінь, дерево, пластик. Якщо в воду кинути кілька камінців, вони так і залишаться лежати на дні чарки.

Сода, сіль, цукор, мед – розчинні речовини.

Як це відбувається?

Якщо розглянути під мікроскопом крапельку води, ми побачимо, що вона складається з особливих частинок, званих молекулами. Їх не можна розглянути неозброєним оком. Молекули води електронейтральні, це означає, що вони «дружать» з усіма речовинами. До деяких речовин вони відчувають особливе тяжіння. Дивовижна дружелюбність водних молекул дозволяє їм легко з’єднуватися з молекулами інших речовин, що несуть заряд.

При зіткненні з молекулами іншої речовини тяжіння посилюється, в результаті речовина змішується з водою, повністю в ній розчиняючись. Якщо ж тяжіння немає, то відповідно, все залишається незмінним. Речовина залишиться лежати на дні чарки. Якщо у воду додати трохи солі і розмішати ложкою, незабаром сіль зникне. Вода стане солоною на смак.

Що таке чиста вода?

У природі не існує абсолютно чистої води. Майже всі рідини, які ми бачимо в повсякденному житті, є розчинами. Вода з-під крана є розчином води з домішками заліза. Перш ніж потрапити в склянку, вода тече по залізним трубам, вбираючи молекули заліза. Натуральними розчинами є напої – чай, сік і компоти. Всі вони містять корисні для організму людини компоненти. Вода може розчиняти не тільки тверді, але рідкі і газоподібні речовини.

У звичайній воді завжди щось розчинено. У дощовій, водопровідній, річковій чи озерній – міститися будь-які домішки.

Які речовини розчиняються воді, а які ні?

У природі зустрічаються тверді, рідкі та газоподібні речовини, наділені різними властивостями. Деякі з них здатні розчиниться у воді, інші ні. Залежно від цієї особливості розрізняють наступні групи речовин:

водовідштовхувальні (гідрофобні);
ті, що притягають воду (гідрофільні).

Гідрофільні речовини або погано розчиняються у воді, або не розчиняються в ній зовсім. До таких речовин можна віднести каучук, жир, скло, пісок і т. д. Гідрофільними речовинами можна назвати деякі солі, луги та кислоти.

Так як клітини тіла людини містять оболонку, яка містить жирові компоненти, жир не дозволяє людському тілу розчинитися у воді. Завдяки унікальній будові живого організму вода не тільки не вбирає клітини тіла, але підтримує життєдіяльність людини.

Підведемо підсумки

При зіткненні з їжею вода розчиняє поживні речовини, а потім віддає їх клітинам організму людини. Натомість вода забирає відходи життєдіяльності, які виходять назовні з потом і сечею.

У природі мало таких речовин, які не розчинялися б у воді. Навіть метал при тривалому контакті з водою починає в ній розчинятися.

Вода з розчиненими в ній компонентами набуває нових якостей. Наприклад, розчин срібла здатний вбивати мікроби. Вода – це система, яка може бути корисною чи шкідливою для людини. А це залежить від того, що в ній розчинено.

Источник

Вода як розчинник. Її будова, властивості та значення у природі

Дата конвертації	29.04.2016
Розмір	113.98 Kb.

Артемівська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів №2

Артемівської міської ради

Інтегрований урок з хімії і біології для учнів 9 та 10 класу

Розробили: вчитель хімії вищої кваліфікаційної категорії Т.Д.Груньова та вчитель біології Д.В.Федулова

Тема: Вода як розчинник. Її будова, властивості та значення у природі

освітня: довести до учнів, що вода є найголовнішою неорганічною природною сполукою; визначити її будову, властивості та значення у природі, а також розкрити її біологічний вплив на організми.

розвиваюча: розвивати уміння визначати біологічне значення води як компоненту живих організмів, розвивати логічне мислення, спостережливість, увагу, вміння працювати з дидактичним матеріалом, використовуючи знання на практиці.

виховна: виховувати бережливе ставлення до води як безцінної рідини нашої планети та живих організмів; сприяти розширенню світогляду, прищеплювати бережливе ставлення до власного здоров’я.

Основні терміни та поняття: вода, зв’язана вода, вільна вода, гідрофільні речовини, гідрофобні речовини, водневий зв’язок.

Матеріали та обладнання: проектор, ноутбук, презентація, дидактичні картки, періодична система, глобус, штатив з пробірками, реактиви: оксид кальцію, фенолфталеїн, дистильована вода, Na-металічний, солі-кристалогідрати.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

І. Організаційний момент. Мотивація навчальної діяльності

Вчитель хімії: Шановні друзі. Ми розпочали з вами вивчати тему «Розчини». Вивчення даної теми тісно пов’язано з вивченням теми «Хімічний склад клітини» курсу загальної біології в 10 класі.

Як Ви думаєте, про яку речовину ми будемо говорити? Не здогадуєтесь? Тоді розгадаємо загадку!

Для цього нам потрібна Періодична система хімічних елементів, а на листочках у Вас є табличка.
Слайд 1 Гра «Відгадай загадку»
Сьогодні на уроці мова піде про Воду – саму найдивовижнішу речовину нашої планети.
ІІ. Вивчення нового матеріалу
Слайд 2 Тема уроку
Вчитель біології (демонструє глобус): Глобус – це модель нашої планети, яку назвали Земля, хоча 2/3 її площі зайняті світовим океаном. Земля – це невеличкий острів, занурений в океан. Блакитний колір на глобусі – це вода: річки, озера, ставки, моря, океани.

Учений В.І.Вернадський сказав: «Вода стоїть окремо в історії нашої планети. Не існує жодного природного тіла, яке могло б зрівнятися з нею впливом на перебіг основних процесів. Немає ні одної земної істоти, котра б не містила її. Вся земна речовина просякнута й охоплена нею».

Слайд 3 Питання уроку
Вчитель хімії: Ось ці питання нам з Вами потрібно розглянути. Запрошуємо Вас до співробітництва.

Демонстрація колби з водою.

Два атома легких взяла водорода

Прибавила атом один кислорода

И получилась частица воды!

Море воды, океаны воды…

Давайте запишемо рівняння реакції, явища, про яке говорилося у вірші.
Учень записує рівняння на дошці:

Слайд 4 Будова молекули води
Вчитель хімії: 215 років тому назад два вчених Гей-Люсак і Гумбольд довели практично справедливість явища, описаного у вірші.

Кожна речовина має свою будову, яка зумовлює її властивості. Пропоную учням 10 класу пригадати будову молекули води і використовуючи слайд пояснити її всім.

Учень: Вода – це речовина, в молекулі якої ковалентні полярні зв’язки. Тому молекула води є диполем.
Вчитель хімії: На зовнішньому електронному шарі атома Оксигену є шість електронів, два з яких неспарені. За рахунок цих неспарених електронів утворюються хімічні зв’язки з двома атомами Гідрогену в молекулі води, а інші дві пари електронів в утворенні зв’язку участі не беруть. Це вільні електронні пари. Оскільки атом Оксигену набагато більш електронегативний, то спільні електронні пари відтягуються в його бік.

Оскільки електрони від атома Н зміщуються в бік більш електронегативного О, то нестача електронної маси сприяє виникненню на атомі Н часткового позитивного заряду, а у атома Оксигену, навпаки, збирається надлишкова електронна маса, що призводить до виникнення часткового негативного заряду. Завдяки такому перерозподілу електронних хмар зв’язки між атомами Н і О дуже полярні.

Завдяки цьому дві сусідні молекули зазвичай взаємно притягуються за рахунок сил електростатичної взаємодії між негативним зарядом атома Оксигену однієї молекули та позитивним зарядом атома Гідрогену іншої. При цьому виникає водневий зв’язок, у 15-20 разів слабший за ковалентний. Це забезпечує рідкий агрегатний стан води, зумовлює плівку поверхневого на тяжіння води. Коли вода перебуває в рідкому стані, її молекули безперервно рухаються і водневі зв’язки постійно то розриваються, то утворюються знову.

Саме завдяки такій будові молекула води є універсальним розчинником. Що ми знаємо з історії води?

Учень: Ще алхіміки, крім пошуків філософського каменя та еліксиру молодості намагалися знайти універсальний розчинник. Вони провели величезну кількість дослідів, виділили в чистому вигляді значну кількість речовин. Але захоплені процесом пошуку, алхіміки випустили з уваги таку речовину як вода. Вода фактично є універсальним розчинником, оскільки розчиняє найбільшу кількість речовин.

Учень: Так ми тепер знаємо, що у природі найбільш поширеними є водні розчини. Життя існує лише у водних розчинах. Вода є основним середовищем, у якому відбуваються процеси обміну речовин та перетворення енергії. Вода утворює основу внутрішнього середовища живих організмів (крові, лімфи, міжклітинної рідини).
Вчитель біології: А зараз давайте згадаємо місцезнаходження води у природі.
Учень: Вода – найпоширеніша речовина на Землі. Вода входить до складу комет, великої кількості планет Сонячної системи, їх супутників. Вода входить до складу мінералів, гірських порід.
Слайд 5 Вода – найпоширеніша речовина на Землі
Учень: Вода міститься в організмах рослин і тварин.
Слайд 6 Вода в організмах рослин і тварин
Вчитель біології: Ми можемо побачити скільки води міститься в організмах різних рослин та тварин.
Слайд 7 Запаси води в тілі людини
Вчитель біології: Погляньте скільки води знаходиться в різних частинах організму людини. Перенесіть собі в табличку ці цифри.
Вчитель біології: Вода має незвичайні фізико-хімічні властивості. Будь ласка допоможіть їх озвучити.
Учень: Вода може перебувати у трьох агрегатних станах: твердому, рідкому та газоподібному. Вода не має смаку, кольору, запаху.

Учень: Вода має високу звукопровідність, яка дорівнює 1 490 м/с.

Учень: Лід та дистильована вода не проводять електричний струм.
Вчитель біології: Ми вже з вами зазначили, що вода є чудовим розчинником. В морській воді розчинена величезна кількість цінних речовин (понад 60 елементів). Це золото, срібло, нікель, марганець і інші хімічні елементи. Її називають «рідкою рудою». Вже сьогодні із морської води добувають натрій, хлор, золото та інші речовини.
Слайд 8 Функції води
Вчитель біології: Які ж функції виконує вода? Вода визначає внутрішньоклітинний тиск (тургор) та об’єм клітин. Вода здатна формувати водну оболонку навколо певних сполук (наприклад, білків), що запобігає їхній взаємодії між собою. Таку воду називають зв’язаною (структурованою). Її частка становить 4-5% від загальної кількості води в організм. Іншу частину води (95-96%), не зв’язану з іншими сполуками, називають вільною. Саме вільна вода є універсальним розчинником, кращим, ніж більшість інших рідин.

Залежно від того, розчиняються певні сполуки у воді чи ні, їх умовно поділяють на гідрофільні, або полярні, та гідрофобні, або неполярні. До гідрофільних сполук, здатних розчинятись у воді, належить більшість солей, наприклад, кухонна сіль (NaCl). Вода розчиняє більшість речовин, які містять групи (-ОН, -СООН та ін.).

Гідрофобні сполуки (майже всі жири, деякі білки та ін.) містять неполярні групи (-СН, СН₂СН₃ та ін.), які не взаємодіють з водою, тому в ній не розчиняються.

Вода як універсальний розчинник відіграє надзвичайно важливу роль у живих організмах, оскільки більшість біохімічних реакцій відбувається у водних розчинах. Надходять речовини у клітини та виводяться з них продукти життєдіяльності також переважно в розчиненому вигляді. Вода бере безпосередньо участь у реакціях гідролізу.

А тепер дайте відповідь на таке питання: Якщо нестача води, як відчуває себе людина? Чому?
Учні: Спрага, м’язове стомлення, головний біль, сонливість, сухість шкіри, дзвін у вухах, незв’язність мови, слабкий тонус м’язів, втрата апетиту, нудота. Тому що відбувається зневоднення м’язів та тканин мозку.
Вчитель біології: Що відбуватиметься з організмом, якщо в спеку пити багато води? Чому?
Учні: Зниження температури тіла, посилене слиновиділення, блювота, судоми, порушення координації рухів. Це відбувається тому, що наступає водне отруєння. Воно може призвести до смерті.
Слайд 9 Чиста вода
Вчитель біології: Так, вода – дійсно дивовижна речовина: як перенасичення організму водою, так і зневоднення викликають смерть організму. Без води людина може прожити лише … (3 доби. ). Потрібно 2-2,5 літра води на добу нашому організму. І для того, щоб наш організм почував себе добре, час трішечки відпочити.
Фізхвилинка
Вчитель біології: Ми з’ясували з вами будову молекули води, де вода знаходиться у природі, властивості води. Тепер виникає питання: яке значення води в оточуючому середовищі? Існує такий крилатий вислів: «Без води і не туди і не сюди!» Доведіть це на прикладах.
Слова учнів
Вчитель біології: Дякую за відповіді.
Вчитель хімії: А тепер я запрошую Вас до хімічної лабораторії ознайомитись з хімічними властивостями води. Вода – досить активна речовина. Давайте пригадаємо з якими речовинами може взаємодіяти вода.
Учень: З простими речовинами — з активними металами: лужні — Литий, Натрій, Калій, Рубідій, і лужноземельні – Кальцій, Барій, Стронцій. При цьому утворюються луги і виділяється Гідроген.
Учень: Також з амфотерними металами – Ферум, Цинк, Алюміній, з неметалами – Карбоном, при нагріванні утворюється оксид і теж виділяється Гідроген.
Слайд 10 Хімічні властивості води (взаємодія з простими речовинами)
Учень: Із складними речовинами — це основні оксиди активних металів і кислотні оксиди неметалів.
Слайд 11 Хімічні властивості води (взаємодія зі складними речовинами)
Демонстрація: безводний купрум (ІІ) сульфат та мідний купорос.

Вчитель хімії: Кристалізаційна вода міститься у кристалічних гратках речовин. Кристалогідрати — нестійкі сполуки і можуть втрачати воду.
Слайд 12 Хімічні властивості води(кристалогідрати)
ІІІ. Узагальнення та закріплення знань

Вчитель біології: Ми сьогодні на уроці дізналися багато про воду. А тепер давайте подивимось, що ми запам’ятали? Що знаємо?

Відкрийте на робочому столі папку з завданнями для вашої групи.

Перша вправа «Так чи ні». На листочку в табличку поставте «+» або «-».

Формула води H₂O (+)
Молярна маса води 18 г\моль (+)
Вода буває тільки в рідкому агрегатному стані (-)
Вода кипить при 150 О С (-)
Густина води за н.у. 1 г\см 3 (+)
Вода – універсальний розчинник (+)
Організм людини містить 65 % води (+)
У води три агрегатних стани (+)
Вода може мати смак (+)
Вода – хімічно активна речовина (+)
Молекула води – сильний диполь (+)
В молекулі води зв’язки ковалентні неполярні (-)
Вода вступає в хімічну реакцію з активними металами (+)
Найбільшу кількість води у своєму складі має око (+)
Найменша кількість води – у м’язах (-)
Для фотосинтезу вода не потрібна (-)
Вода не може взаємодіяти з оксидами активних металів (-)
Кислотні дощі – це продукт взаємодії оксидів неметалів з парами води у атмосфері (+)
Якість води впливає на стан здоров’я (+)

Самоперевірка (обмін відповідями між групами)

Вчитель біології: Наступне завдання

Фронтальна самостійна робота. На виконання 5 хвилин. Кожна група отримує своє завдання.

Картки з завданнями

1 група

Здійснити перетворення:

O₂ = H₂O →H₂SO₃

Навести по два приклади розчинних, нерозчинних і малорозчинних речовин.
Закінчити рівняння реакцій:

H₂O→

Закінчити рівняння реакцій, у процесі яких утворюється вода.

NaOH+HCl→

2 група

Здійснити перетворення:

O₂ = H₂O →H₂SO₄

Навести по два приклади розчинних, нерозчинних і малорозчинних речовин.
Закінчити рівняння реакцій:

SO₂+H₂O→

Закінчити рівняння реакцій, у процесі яких утворюється вода.

H₂SO₄+NaOH→

3 група

Здійснити перетворення:

O₂ = H₂O →NaOH

Навести по два приклади розчинних, нерозчинних і малорозчинних речовин.
Закінчити рівняння реакцій:

Zn+H₂O→

Закінчити рівняння реакцій, у процесі яких утворюється вода

Cu(OH)₂→

4 група

Здійснити перетворення:

O₂ = H₂O →Ba(OH)₂

Навести по два приклади розчинних, нерозчинних і малорозчинних речовин.
Закінчити рівняння реакцій:

Al+H₂O→

Закінчити рівняння реакцій, у процесі яких утворюється вода

Fe(OH)₂→

1 група — опрацювати §5(стор.31-35).

2 група — опрацювати §5(стор.31-35), виконати у робочому зошиті завдання 6 на стор.35.
V. Підсумок уроку

Оголошення експертами загальної кількості балів, яку набрала група за урок

Источник