Forróvíz kémiai képlet. A peptidek csodaszer az idős korban? A víz izotópos módosulatai

MEGHATÁROZÁS

Víz (hidrogén-oxid)– bináris szervetlen vegyület.

Kémiai képlet: H2O

Szerkezeti képlet:

Moláris tömeg: 18,01528 g/mol.

Alternatív nevek: oxid, hidrogén-hidroxid, hidroxilsav, dihidrogén-monoxid, oxidán, dihidromonoxid.

Egy vízmolekulában az oxigénatom sp 3 hibridizációs állapotban van, hiszen nemcsak vegyértékelektronok, hanem magányos elektronpárok is részt vesznek a hibridpályák kialakításában. A hibrid pályák a tetraéder csúcsai felé irányulnak:

Az oxigén és a hidrogén elektronegativitásának nagy különbsége miatt a molekulában a kötések erősen polarizáltak, és az elektron felé tolódik. A vízmolekulának nagy a dipólusmomentuma, mivel a poláris kötések aszimmetrikusan helyezkednek el.

Az O–H kötés erős polarizációja a kialakulásához kapcsolódik hidrogénkötések vízmolekulák között. Minden vízmolekula akár négy hidrogénkötést is létrehozhat - ezek közül kettőt egy oxigénatom, kettőt pedig hidrogénatom alkot:

A hidrogénkötések kialakulása határozza meg a víz magasabb forráspontját, viszkozitását és felületi feszültségét, mint az analóg hidrideknél (szelén és tellúr).

A víz izotópos módosulatai

A molekulában lévő hidrogénizotópok típusától függően a következőket különböztetjük meg: a víz izotópos módosulatai:

Figyelembe véve azt a tényt, hogy az oxigénnek három stabil izotópja van (16 O, 17 O és 18 O), 18 képletet lehet létrehozni az izotópösszetételben eltérő vízmolekulák számára. Általában a természetes víz tartalmazza az összes ilyen típusú molekulát.

Példák a „vízképlet” témával kapcsolatos problémák megoldására

1. PÉLDA

Gyakorlat	Az autó hűtőjébe 9 liter vizet öntöttek és 2 liter 0,8 g/ml sűrűségű metilt adtunk hozzá. Milyen minimumhőmérsékleten hagyhatja most az autót a szabadban anélkül, hogy félne attól, hogy a hűtőben lévő víz megfagy (a víz krioszkópikus állandója 1,86 K kg/mol)?
Megoldás	A Raoult-törvény szerint a nemelektrolitok híg oldatainak kristályosodási hőmérsékletének csökkenése egyenlő: ahol: – az oldat fagyási hőmérsékletének csökkenése; К cr – az oldószer krioszkópikus állandója; Cm az oldat moláris koncentrációja; m B az oldott anyag tömege; m A az oldószer tömege; M B – az oldott anyag moláris tömege. A metil-alkohol tömege: A víz tömege egyenlő: A metil-alkohol moláris tömege 32 g/mol Számítsuk ki a fagyási hőmérséklet változását:
Válasz	Az autó –10,3°C feletti hőmérsékleten hagyható kint

2. PÉLDA

Gyakorlat	Hány gramm Na 2 SO 4 10H 2 O-t kell feloldani 250 g vízben, hogy 5% vízmentes oldatot kapjunk?
Megoldás	A Na 2 SO 4 moláris tömege: A kristályos hidrát moláris tömege: Jelöljük az oldott só mennyiségét (mol) x-szel. Ekkor a megoldás egyenlő lesz: A vízmentes só tömege a kész oldatban egyenlő lesz:

Az élet alapjának – a víznek – képlete jól ismert. Molekulája két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll, amelyet H2O-nak írnak. Ha kétszer annyi oxigén van, akkor teljesen más anyagot kapunk - H2O2-t. Mi ez, és miben különbözik a kapott anyag a „relatív” vízétől?

H2O2 - mi ez az anyag?

Nézzük meg részletesebben. A H2O2 a hidrogén-peroxid képlete, igen, ugyanaz, mint a karcolások kezelésére, fehér. Hidrogén-peroxid H2O2 - tudományos.

A fertőtlenítéshez használjon három százalékos peroxid oldatot. Tiszta vagy koncentrált formában kémiai égési sérüléseket okoz a bőrön. A harminc százalékos peroxid oldatot egyébként perhidrolnak nevezik; Korábban fodrászatban használták haj szőkítésére. Az általa megégett bőr is kifehéredik.

A H2O2 kémiai tulajdonságai

A hidrogén-peroxid színtelen, „fémes” ízű folyadék. Jó oldószer, könnyen oldódik vízben, éterben és alkoholokban.

A három és hat százalékos peroxid oldatokat általában harminc százalékos oldat hígításával készítik. Tömény H2O2 tárolásakor az anyag oxigén felszabadulásával bomlik, ezért a robbanás elkerülése érdekében nem szabad szorosan lezárt tartályokban tárolni. A peroxid koncentrációjának csökkenésével stabilitása növekszik. Ezenkívül a H2O2 bomlásának lelassítása érdekében különféle anyagokat adhat hozzá, például foszforsavat vagy szalicilsavat. A nagy koncentrációjú (több mint 90 százalékos) oldatok tárolására nátrium-pirofoszfátot adnak a peroxidhoz, amely stabilizálja az anyag állapotát, és alumínium edényeket is használnak.

H2O2 be kémiai reakciók lehet oxidálószer és redukálószer is. A peroxid azonban gyakrabban mutat oxidáló tulajdonságokat. A peroxidot savnak tekintik, de nagyon gyenge; A hidrogén-peroxid sóit peroxidoknak nevezzük.

mint az oxigén előállításának módszere

A H2O2 bomlási reakciója akkor megy végbe, amikor az anyagot magas hőmérsékletnek (több mint 150 Celsius foknak) teszik ki. Ennek eredményeként víz és oxigén képződik.

A reakció képlete - 2 H2O2 + t -> 2 H2O + O2

A H oxidációs állapota H 2 O 2-ben és H 2 O-ban = +1.
Az O oxidációs állapota: H 2 O 2 -ben = -1, H 2 O -ban = -2, O 2 -ben = 0
2 O -1 - 2e -> O2 0

O -1 + e -> O -2
2 H2O2 = 2 H2O + O2

A hidrogén-peroxid bomlása szobahőmérsékleten is megtörténhet, ha katalizátort használunk ( vegyi anyag, gyorsítva a reakciót).

Laboratóriumokban az oxigén előállításának egyik módja a berthollet só vagy a kálium-permanganát lebontásával együtt a peroxid lebontási reakciója. Ebben az esetben mangán (IV)-oxidot használnak katalizátorként. Egyéb anyagok, amelyek felgyorsítják a H2O2 bomlását, a réz, a platina és a nátrium-hidroxid.

A peroxid felfedezésének története

A peroxid felfedezése felé tett első lépéseket 1790-ben a német Alexander Humboldt tette meg, amikor felfedezte, hogy a bárium-oxid hevítés hatására peroxiddá alakul. Ezt a folyamatot a levegő oxigénfelvétele kísérte. Tizenkét évvel később Tenard és Gay-Lussac tudósok kísérletet végeztek az alkálifémek túlzott oxigénnel való elégetésével, ami nátrium-peroxidot eredményezett. A hidrogén-peroxidot azonban később, csak 1818-ban szerezték meg, amikor Louis Thénard a savak fémekre gyakorolt ​​hatását tanulmányozta; stabil kölcsönhatásukhoz alacsony mennyiségű oxigénre volt szükség. Bárium-peroxiddal és kénsavval végzett megerősítő kísérletet végzett, a tudós vizet, hidrogén-kloridot és jeget adott hozzájuk. Rövid idő elteltével Tenar kis fagyott cseppeket fedezett fel a bárium-peroxidot tartalmazó tartály falán. Világossá vált, hogy ez H2O2. Ezután a kapott H2O2-t „oxidált víznek” nevezték el. Ez a hidrogén-peroxid volt – színtelen, szagtalan, nehezen párologtató folyadék, amely jól oldja a többi anyagot. A H2O2 és a H2O2 kölcsönhatásának eredménye disszociációs reakció, a peroxid vízben oldódik.

Érdekes tény, hogy az új anyag tulajdonságait gyorsan felfedezték, lehetővé téve a helyreállítási munkák során történő felhasználását. Maga Tenar peroxid segítségével restaurálta Raphael festményét, amely idővel elsötétült.

A hidrogén-peroxid a XX

A kapott anyag alapos tanulmányozása után megkezdődött a gyártás ipari méretekben. A huszadik század elején bevezették a peroxid előállításának elektrokémiai technológiáját, amely az elektrolízis folyamatán alapul. De az ezzel a módszerrel kapott anyag eltarthatósága rövid volt, körülbelül néhány hét. A tiszta peroxid instabil, nagyrészt 30 százalékos koncentrációban állították elő textíliák fehérítésére és három-hat százalékos koncentrációban háztartási szükségletekre.

Tudósok fasiszta Németország peroxidot használtak egy rakétahajtómű létrehozásához folyékony üzemanyag, amelyet a második világháborúban védelmi célokra használtak. A H2O2 és a metanol/hidrazin kölcsönhatása eredményeként erős üzemanyagot kaptak, amellyel a repülőgép 950 km/h-nál nagyobb sebességet ért el.

Hol használják most a H2O2-t?

• az orvostudományban - sebek kezelésére;
• V cellulóz- és papíripar az anyag fehérítő tulajdonságait használják fel;
• a textiliparban a természetes és szintetikus szöveteket, szőrméket és gyapjút peroxiddal fehérítik;
• rakéta üzemanyagként vagy oxidálószereként;
• a kémiában - oxigén előállítására, habképző szerként porózus anyagok előállításához, katalizátorként vagy hidrogénezőszerként;
• fertőtlenítő- vagy tisztítószerek, fehérítők gyártásához;
• a haj szőkítésére (ez egy elavult módszer, mivel a hajat a peroxid súlyosan károsítja);

A hidrogén-peroxid sikeresen használható különféle háztartási problémák megoldására. De csak három százalékos hidrogén-peroxid használható erre a célra. Íme néhány módszer:

• A felületek tisztításához peroxidot kell önteni egy spray-palackkal ellátott tartályba, és permetezni kell a szennyezett területekre.
• A tárgyak fertőtlenítéséhez hígítatlan H2O2 oldattal kell letörölni azokat. Ez segít megtisztítani őket a káros mikroorganizmusoktól. A mosószivacsokat peroxidos vízben (1:1 arányban) áztathatjuk.
• A szövetek fehérítéséhez adjon hozzá egy pohár peroxidot a fehér ruhák mosásakor. A fehér szöveteket egy pohár H2O2-vel kevert vízben is kiöblítheti. Ez a módszer visszaállítja a fehérséget, megóvja a szöveteket a sárgulástól és segít eltávolítani a makacs foltokat.
• A penész és a penész elleni küzdelem érdekében keverje össze a peroxidot és a vizet 1:2 arányban egy edényben, szórófejes palackban. Permetezze a kapott keveréket a szennyezett felületekre, majd 10 perc múlva kefével vagy szivaccsal tisztítsa meg.
• A csempe elsötétült fugázóhabarcsot felújíthatja, ha peroxidot szór a kívánt helyre. 30 perc elteltével alaposan meg kell dörzsölni őket egy merev kefével.
• Mosogatáshoz adjon fél pohár H2O2-t egy teli medencéhez (vagy egy zárt lefolyóval ellátott mosogatóhoz). Az ezzel az oldattal mosott csészék és tányérok tisztán ragyognak.
• A fogkefe tisztításához hígítatlan háromszázalékos peroxid oldatba kell mártani. Ezután öblítse le erős folyóvíz alatt. Ez a módszer jól fertőtleníti a higiéniai cikkeket.
• A vásárolt zöldségek és gyümölcsök fertőtlenítéséhez 1 rész peroxidból és 1 rész vízből álló oldatot permetezzen rájuk, majd alaposan öblítse le vízzel (lehet hideg is).
• On nyaraló A H2O2 segítségével felveheti a harcot a növénybetegségekkel. Peroxid oldattal kell permetezni őket, vagy röviddel az ültetés előtt be kell áztatni a magokat 4,5 liter vízbe 30 ml negyven százalékos hidrogén-peroxiddal keverve.
• Újraéleszteni akváriumi halak, ha ammóniával megmérgezték, a levegőztetés kikapcsolásakor megfulladtak, vagy más okból, akkor megpróbálhatod hidrogén-peroxidos vízbe helyezni. Három százalékos peroxidot kell keverni vízzel 30 ml / 100 liter arányban, és élettelen halat kell helyezni a kapott keverékbe 15-20 percig. Ha ez idő alatt nem kelnek életre, akkor a jogorvoslat nem segített.

Még egy üveg víz erőteljes rázása következtében is bizonyos mennyiségű peroxid képződik benne, mivel a víz eközben oxigénnel telítődik.

A friss gyümölcsök és zöldségek is tartalmaznak H2O2-t, amíg meg nem főzik. Melegítés, főzés, sütés és egyéb, magas hőmérséklettel járó folyamatok során megsemmisül. nagy számban oxigén. Ezért a főtt ételeket nem tartják annyira egészségesnek, bár néhány vitamin megmarad bennük. Ugyanezen okból hasznosak a szanatóriumokban felszolgált frissen facsart gyümölcslevek vagy oxigénkoktélok - az oxigéntelítettség miatt, amely új erőt ad a szervezetnek és megtisztítja.

Lenyeléskor peroxid veszélye áll fenn

A fentiek után úgy tűnhet, hogy a peroxidot kifejezetten szájon át lehet bevenni, és ez a szervezet számára előnyös. De ez egyáltalán nem igaz. A vízben vagy gyümölcslevekben a vegyület minimális mennyiségben található, és szorosan kapcsolódik más anyagokhoz. A „természetellenes” hidrogén-peroxid belső bevitele (és minden, a boltban vásárolt vagy kémiai kísérletek eredményeként önállóan előállított peroxid nem tekinthető természetesnek, ráadásul koncentrációja is túl magas a természeteshez képest) élet- és egészségkárosító következményekkel járhat. Hogy megértsük, miért, újra a kémiához kell fordulnunk.

Mint már említettük, bizonyos körülmények között a hidrogén-peroxid lebomlik és oxigént szabadít fel, amely aktív oxidálószer. akkor fordulhat elő, amikor a H2O2 peroxidázzal, egy intracelluláris enzimmel ütközik. A peroxid fertőtlenítésre való alkalmazása oxidáló tulajdonságain alapul. Tehát, amikor egy sebet H2O2-val kezelnek, a felszabaduló oxigén elpusztítja az élővilágot patogén mikroorganizmusok, elkapott benne. Hasonló hatással van más élő sejtekre is. Ha az ép bőrt peroxiddal kezeli, majd a kezelt területet alkohollal letörli, égő érzést fog érezni, ami megerősíti a peroxid utáni mikroszkopikus károsodás jelenlétét. De ha az alacsony koncentrációjú peroxidot külsőleg használják, akkor nem lesz észrevehető kár a szervezetben.

Más kérdés, hogy szájon át próbálja-e bevenni. Az az anyag, amely kívülről még a viszonylag vastag bőrt is károsíthatja, az emésztőrendszer nyálkahártyájára kerül. Vagyis kémiai mini égési sérülések keletkeznek. Természetesen a felszabaduló oxidálószer – oxigén – a káros mikrobákat is elpusztíthatja. De ugyanez a folyamat fog megtörténni a táplálékrendszer sejtjeivel is. Ha az oxidálószer hatása miatti égési sérülések ismétlődnek, akkor a nyálkahártya sorvadása lehetséges, és ez az első lépés a rák felé vezető úton. A bélsejtek elpusztulása ahhoz vezet, hogy a szervezet nem képes felvenni a tápanyagokat, ami megmagyarázza például a fogyást és a székrekedés megszűnését egyes peroxidos „kezelést” gyakorló embereknél.

Külön meg kell mondani a peroxid használatának erről a módjáról, például az intravénás injekciókról. Még akkor is, ha valamilyen oknál fogva orvos írta fel őket (ez csak vérmérgezés esetén indokolható, amikor más megfelelő gyógyszer nem áll rendelkezésre), akkor is orvosi felügyelet mellett és szigorú adagolási számítás mellett fennállnak a kockázatok. De ilyen szélsőséges helyzetben ez egy esély a gyógyulásra. Semmi esetre sem írhat fel magának hidrogén-peroxid injekciót. A H2O2 nagy veszélyt jelent a vérsejtekre – a vörösvérsejtekre és a vérlemezkékre –, mivel a véráramba kerülve elpusztítja azokat. Ezenkívül a felszabaduló oxigén végzetes véredényelzáródását okozhatja - gázembólia.

Biztonsági óvintézkedések a H2O2 kezelésére

• Gyermekektől és fogyatékkal élőktől elzárva tartandó. A szag és a határozott íz hiánya különösen veszélyessé teszi számukra a peroxidot, mivel nagy adagok is bevehetők. Ha az oldat bejut, a használat következményei beláthatatlanok lehetnek. Azonnal orvoshoz kell fordulnia.
• A három százalékot meghaladó koncentrációjú peroxid oldatok bőrrel érintkezve égési sérüléseket okoznak. Az égési területet bő vízzel le kell mosni.

• Ne engedje, hogy a peroxid oldat a szemébe kerüljön, mert duzzanatot, bőrpírt, irritációt és néha fájdalmas érzések. Az elsősegélynyújtás az orvoshoz fordulás előtt az, hogy bő vízzel mossa ki a szemet.
• Az anyagot úgy tárolja, hogy egyértelműen H2O2-e legyen, vagyis egy matricával ellátott tartályban, hogy elkerülje a véletlenszerű felhasználást más célokra.
• Az élettartamot meghosszabbító tárolási körülmények sötét, száraz, hűvös helyen.
• A hidrogén-peroxidot nem szabad tiszta vízen kívül más folyadékkal keverni, beleértve a klórozott csapvizet is.
• A fentiek mindegyike nemcsak a H2O2-ra vonatkozik, hanem minden azt tartalmazó készítményre is.

A hidrogén-oxidok közül a Földön a leggyakoribb az víz. Empirikus képlet - H2O. Molekulatömeg - 18. A vízmolekula szerkezete(szerkezeti képlet):

A vízmolekulák háromszög képletek: a hidrogénatomok 104,3%-os szöget zárnak be egy oxigénatommal. Az oxigénatom közelében negatív töltésű mező képződik, mivel a legnagyobb elektronsűrűség az oxigénatomon koncentrálódik, a hidrogénatomok közelében pedig pozitív töltésű mező - vízmolekula - dipólus képződik. A polaritás miatt a vízmolekulák hidrogénkötések kialakításával asszociálódnak. Ez utóbbi határoz meg mindent fizikai tulajdonságok víz.

Fizikai tulajdonságok: a víz színtelen folyadék, íztelen és szagtalan, sűrűsége – 1 g/cm3; fagyási hőmérséklet – 0 °C (jég), forráspont – 100 °C (gőz). 100 °C-on és normál nyomáson a hidrogénkötések felbomlanak, és a víz gáz halmazállapotúvá - gőzzé - válik. A víz hő- és elektromos vezetőképessége gyenge, de jól oldódik.

Kémiai tulajdonságok: a víz enyhén disszociál:

Víz jelenlétében a sók hidrolízise következik be - víz bomlása gyenge elektrolit képződésével:

Sokakkal érintkezik bázikus oxidok, fémek:

Savas oxidokkal:

Nyugta: víz a hidrogén oxigénben való elégetésével keletkezik: 2H2 + O2 = 2H2O

Ez a reakció 700 °C-on azonnal végbemegy. Két térfogatrész hidrogén és egy térfogat oxigén keverékét nevezzük robbanásveszélyes keverék. A tiszta vizet desztillációval nyerik desztillált víz.

Megtalálás a természetben: a víz a Föld felszínének 2/3-át teszi ki. A természetes víz soha nem tiszta, mert hatalmas mennyiségű sók oldódnak fel benne. A víz számos kristályos hidrát része: Na2СО3 ? 10H2O; CuSO4? 5H2O; MgSO4? 7H2O. Nehézvíz D2O eltér a hidrogén által alkotott szokásostól - protium - egy második hidrogénizotóp jelenlétében - D(deutérium), amelynek Ar értéke 2, ezért a nehézvíz molekulatömege 20. Sűrűség D2O = 1,1050 g/cm3; forráspont – 101,4 °C, fagyáspont – 3,8 °C. Kémiailag kevésbé aktív. Atomreaktorokban neutronmoderátorként használják. Életfolyamatokra alkalmatlan, mert megváltoztatja a biokémiai reakciók sebességét. A közönséges víz nehéz vizet tartalmaz.

Egy vízmolekula egy oxigénatomból és két hidrogénatomból (H 2 O) áll. A vízmolekula szerkezete vázlatosan a következőképpen ábrázolható:

A vízmolekula úgynevezett poláris molekula, mivel pozitív és negatív töltései nem egyenletesen oszlanak el egy középpont körül, hanem aszimmetrikusan helyezkednek el, pozitív és negatív pólusokat képezve. Az ábra rendkívül leegyszerűsített formában mutatja be, hogyan kapcsolódik két hidrogénatom egy oxigénatomhoz, hogy vízmolekulát képezzen.

Az ábrán jelölt szög és az atomok távolsága a víz aggregáltsági állapotától függ (egyensúlyi paramétereket feltételezünk, mivel állandó ingadozások mennek végbe). Tehát gőzállapotban a szög 104° 40". O-H távolság- 0,096 nm; jégben a szög 109° 30", az O-H távolság 0,099 nm. A gőz (szabad) állapotú és a jégben lévő molekula paramétereinek különbségét a szomszédos molekulák hatása okozza. Molekulák folyadékfázisban is érintettek, amelyekben a szomszédos vízmolekulák hatása mellett más anyagok oldott ionjai is erősen befolyásolják.

A vízmolekula összetételének meghatározásának története

A kémia kezdetei óta a tudósok meglehetősen hosszú ideig foglalkoztak a vízzel egyszerű anyag, mivel az akkor ismert reakciók eredményeként nem bomlhatott le. Ráadásul a víz tulajdonságainak állandósága is megerősíteni látszott ezt az álláspontot.

1783 tavaszán Canendish a cambridge-i laboratóriumában az újonnan felfedezett „létfontosságú levegővel” – ahogy akkoriban oxigént neveztek – és „gyúlékony levegővel” (ahogy a hidrogénnel) dolgozott. Egy térfogatnyi „létfontosságú levegőt” összekevert két térfogatnyi „éghető levegővel”, és elektromos kisülést engedett át a keveréken. A keverék fellángolt, és a lombik falait folyadékcseppek borították. A folyadékot megvizsgálva a tudós arra a következtetésre jutott, hogy az tiszta víz. Korábban hasonló jelenséget írt le Pierre Macker francia kémikus is: egy porcelán csészealjat vitt a „gyúlékony levegő” lángjába, amelyen folyadékcseppek keletkeztek. Képzelje el Macker meglepetését, amikor megvizsgálta a kapott folyadékot, és felfedezte, hogy az víz. Valamiféle paradoxonnak bizonyult: a tüzet oltó víz maga égés közben keletkezik. Amint most értjük, a vizet oxigénből és hidrogénből szintetizálták:

H 2 + O 2 → 2H 2 O + 136,74 kcal.

IN normál körülmények között ez a reakció nem megy végbe, és ahhoz, hogy a hidrogén aktívvá váljon, növelni kell a keverék hőmérsékletét, például elektromos szikra segítségével, mint Cavendish kísérleteiben. Henry Cavendish elegendő adattal rendelkezett ahhoz, hogy megállapítsa az oxigén és a hidrogén arányát a vízben. De nem tette. Talán hátráltatta a flogiszton elméletébe vetett mély hite, melynek keretei között próbálta értelmezni kísérleteit.

Cavendish kísérleteinek híre az év júniusában érte el Párizst. Lavoisier azonnal megismételte ezeket a kísérleteket, majd egy egész sor hasonló kísérletet végzett, majd néhány hónappal később, 1783. november 12-én, Szent Márton napján beszámolt a kutatás eredményeiről a Francia Tudományos Akadémia hagyományos ülésén. . Beszámolójának címe különös, jellemző a természettudomány nagy felfedezéseinek arra az egész zökkenőmentes, pedáns korszakára: „A víz természetéről és kísérletekről, amelyek látszólag megerősítik, hogy ez az anyag szigorúan véve nem elem, hanem felhasználható. lebomlott és újra kialakult." A jelentést heves ellenérzések fogadták – Lavoisier adatai egyértelműen ellentmondtak a flogiszton akkoriban tisztelt és népszerű elméletének. Helyesen arra a következtetésre jutott, hogy a víz az „éghető gáz” oxigénnel való kombinálásával keletkezik, és (tömeg szerint) az előbbinek 15% -át és az utóbbinak 85% -át tartalmazza (modern adatok - 11,19% és 88,81%).

Két évvel később Lavoisier visszatért a vízzel végzett kísérletekhez. A Tudományos Akadémia gyakorlati feladat elé állította Lavoisier-t: olcsó módot találni a hidrogén, mint a legkönnyebb gáz előállítására a feltörekvő repüléstechnika igényeire. Lavoisier hadmérnököt, matematikust és vegyészt, Jean Meunier-t toborzott munkára. Kiindulási anyagnak a vizet választották - olcsóbban alig lehetett nyersanyagot találni. Tudva, hogy a víz hidrogén és oxigén keveréke, megpróbálták megtalálni a módját, hogy elvegyék belőle az oxigént. Különféle redukálószerek alkalmasak voltak erre a célra, de a legmegfelelőbb a fémvas volt. A retortakazánból a vízgőz egy tűzforraló vasreszelékkel ellátott, vörösen izzó pisztolycsőbe áramlott. Vörösen izzó hőmérsékleten (800 °C) a vas vízgőzzel reagál, és hidrogén szabadul fel:

3Fe + 4H 2 O → Fe 3 O 4 + 4H 2

Az ebben az esetben képződött hidrogént összegyűjtöttük, és az el nem reagált vízgőzt hűtőszekrényben kondenzáltuk, és kondenzátumként elválasztottuk a hidrogéntől. Minden 100 szem vízhez 15 szem hidrogént és 85 szem oxigént kaptunk (1 szem = 62,2 mg). Ennek a munkának fontos elméleti jelentősége is volt. Megerősítette a korábbi következtetéseket (a hidrogén harang alatti oxigénben történő elégetésének tapasztalataiból), hogy a víz 15% hidrogént és 85% oxigént tartalmaz (modern adatok - 11,19% és 88,81%).

Arra a tényre alapozva, hogy az „éghető levegő” részt vesz a víz képződésében, Guiton de Morveau francia kémikus 1787-ben javasolta a hidrogén elnevezését (a hidro-víz és a gennao-generate szavakból). orosz szó„hidrogén”, azaz "víz szülése" a latin név pontos fordítása.

Joseph Louis Gay-Lussac és Alexander Humboldt 1805-ben végeztek közös kísérleteket, és először megállapították, hogy a víz képződéséhez két térfogatnyi hidrogénre és egy térfogat oxigénre van szükség. Hasonló gondolatokat fogalmazott meg Amedeo Avogadro olasz tudós is. 1842-ben Jean Baptiste Dumas 2:16-ban állapította meg a hidrogén és az oxigén tömegarányát a vízben.

Mivel azonban a 19. század első felében nagy volt a zűrzavar az elemek atomtömegével, és ez a helyzet tovább bonyolódott az „egyensúly” fogalmának bevezetése miatt, hosszú ideig a víz képletét írták le leginkább különféle lehetőségeket: néha mint a HO, néha mint a H 2 O és még a H 2 O 2 is. D. I. írt erről. Mengyelejev: „Az 50-es években egyesek O=8-at, mások O=16-ot vettek, ha az elsőnél a víz HO volt, a hidrogén-peroxid HO 2, a másodiknál ​​a víz H 2 O, a hidrogén-peroxid H. 2 O 2 vagy HO Zavar és zűrzavar uralkodott..."

Az 1860-ban Karlsruheban megtartott Nemzetközi Vegyészkongresszust követően sikerült tisztázni néhány olyan kérdést, amelyek jelentős szerepet játszottak további fejlesztés atomi-molekuláris elmélet, és ebből következően a víz atomi összetételének helyes értelmezésében. Egységes kémiai szimbolikát alakítottak ki.

A 19. században gravimetriás és volumetrikus módszerekkel végzett kísérleti vizsgálatok végül meggyőzően kimutatták, hogy a víz kémiai vegyület a H ​​2 O képlettel fejezhető ki.

Mint már ismert, a vízmolekula meglehetősen „egyoldalú” - mindkét hidrogénatom az egyik oldalon az oxigén mellett van. Érdekes módon ez rendkívül fontos jellemzője A vízmolekulákat pusztán spekulatív módon, jóval a spektroszkópiai kutatások korszaka előtt állapította meg D. Bernal angol professzor. Abból indult ki, hogy a víznek nagyon erős elektromos nyomatéka van (ezt akkoriban, 1932-ben ismerték). A legegyszerűbb persze az, ha egy vízmolekulát úgy „konstruálunk meg”, hogy minden atomját egyenes vonalba rendezzük, azaz. H-O-H. „Azonban – írja Bernal – vízmolekulát nem lehet így felépíteni, mert ilyen szerkezettel a két pozitív hidrogénatomot és egy negatív oxigénatomot tartalmazó molekula elektromosan semleges lenne, és nem lenne határozott irányultsága... a Elektromos momentum csak akkor lehet, ha mindkét hidrogénatom ugyanazon az oldalon van az oxigén mellett."

A víz kémiai tulajdonságai közül kiemelten fontos molekuláinak ionokká történő disszociációs (bomlási) képessége, valamint a különböző kémiai természetű anyagok oldóképessége.

A víz fő és univerzális oldószer szerepét elsősorban molekuláinak polaritása, és ennek következtében rendkívül magas dielektromos állandója határozza meg. Az ellentétes elektromos töltések és különösen az ionok a vízben 80-szor gyengébben vonzzák egymást, mint a levegőben. A vízbe merített test molekulái vagy atomjai közötti kölcsönös vonzási erők is gyengébbek, mint a levegőben. Ebben az esetben a hőmozgás könnyebben széttöri a molekulákat. Ez az oka annak, hogy feloldódás történik, beleértve sok nehezen oldódó anyagot is: egy csepp elkoptatja a követ.

Az elektrolitikus disszociáció (a víz autodisszociációja) csak kis mértékben megy végbe a következő séma szerint:

H 2 O H + + OH -

A fenti egyenlet azonban feltételes: az elektronhéj nélküli H + proton nem létezhet vizes környezetben. Víz azonnal hidratálja H 3 O + oxónium-kationokká. A jelölés megkönnyítése érdekében azonban általában a H+ jelölést használják.

Brønstend szerint ezt a reakciót a víz autoprotolízisének nevezik:

H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH -

A víz elektrolitikus disszociációja a gyenge savak és bázisok sóinak hidrolízisének oka. Az elektrolitikus disszociáció mértéke a hőmérséklet emelkedésével jelentősen növekszik.

Víz képződése elemekből a reakció szerint:

H 2 + 1/2 O 2 H 2 O -242 kJ/mol gőzhöz

286 kJ/mol folyékony vízhez

Alacsony hőmérsékleten katalizátor hiányában rendkívül lassan megy végbe, de a reakciósebesség a hőmérséklet emelkedésével meredeken növekszik, 550 0 C-on pedig robbanásszerűen megy végbe. A nyomás csökkenésével és a hőmérséklet emelkedésével az egyensúly balra tolódik el.

Ultraibolya sugárzás hatására a víz H + és OH - ionokká fotodisszociál.

A vizet atomi oxigén oxidálja:

H 2 O + O H 2 O 2

Amikor kölcsönhatásba lép az F 2-vel, HF képződik, valamint O 2; H202; F 2 O és egyéb vegyületek. A víz alacsony hőmérsékleten reakcióba lép más halogénekkel, és savak H Gal keverékét képezi. és N Gal. KÖRÜLBELÜL.

Normál körülmények között a benne oldott CI 2 fele, és lényegesen kisebb mennyiségű Br 2 és J 2 lép kölcsönhatásba a vízzel. Magasabb hőmérsékleten a CI 2 és a Br 2 lebontja a vizet, és H Gal képződik. és O 2.

Amikor a vízgőzt forró szénen vezetik át, az lebomlik, és úgynevezett vízgáz képződik:

H 2 O + C CO + H 2

Magas hőmérsékleten katalizátor jelenlétében a víz reakcióba lép CO-val; CH 4 és más szénhidrogének, például:

H 2 O + CO CO 2 + H 2

H 2 O + CH 4 CO + 3H 2

Ezeket a reakciókat hidrogén ipari előállítására használják.

A foszfor, ha vízzel nyomás alatt katalizátor jelenlétében melegítjük, metafoszforsavvá oxidálódik:

6H 2O + 3P 2HRO 3 + 5H 2

A víz sok fémmel reagál, és H2-t és a megfelelő hidroxidot képez. Alkáli- és alkáliföldfémekkel (a Mg kivételével) ez a reakció már szobahőmérsékleten végbemegy. A kevésbé aktív fémek megemelt hőmérsékleten lebontják a vizet, például Mg és Zn - 100 0 C felett; Fe – 600 0 C felett:

2Fe + 3H 2 O Fe 2 O 3 + 3H 2

Amikor sok oxid reagál vízzel, savakat vagy bázisokat képeznek.

A víz katalizátorként szolgálhat, például az alkálifémek és a hidrogén csak nyomokban víz jelenlétében reagál a CI 2-vel.

Néha a víz katalitikus méreg, például egy vaskatalizátor számára az NH 3 szintézisében.

A vízmolekulák azon képessége, hogy háromdimenziós hidrogénkötési hálózatokat képezzenek, lehetővé teszi, hogy gázhidrátokat képezzenek inert gázokkal, szénhidrogénekkel, CO 2, CI 2, (CH 2) 2 O, CHCI 3 és sok más anyaggal.