Рідкі речовини – хімія

Рідкий стан речовини характеризується тим, що молекули його знаходяться безпосередньо один біля одного, тому при спробі змінити об’єм рідини навіть на малу величину починається деформація самих молекул, тому рідини малосжімаеми. Вони текучі, т. Е. Не мають своєї форми, а приймають форму посудини, в якому знаходяться. Якщо рідина помістити в невагомість, то вона прийме форму кулі або круглої краплі (рис. 69).

Найважливіше і унікальна речовина на нашій планеті – це вода. Життя зародилося у воді. Тварини, рослини, людина складаються на 70-80% з води. Втративши 50% своєї маси в результаті голодування, людина ще може залишитися в живих. Але втрата 15-20% маси тіла в результаті зневоднення смертельна.

Всі реакції обміну речовин в організмі людини, і в першу чергу реакції гідролізу, протікають або за участю води, або у водному середовищі.

Крапля рідини має форму кулі
Вода – не тільки умова життя індивідуального організму. Без неї було б неможливе існування біосфери, т. Е. Життя на Землі взагалі, оскільки кругообіг речовин і енергії в біосфері можливий тільки за участю води.

Кругообіг води в природі здійснюється безперервно (рис. 70). З поверхні Світового океану щорічно випаровується 453 тис. Км3 води. Опади, що випадають на Землю, становлять 525 тис. Км3. Перевищення відбувається за рахунок випаровування води з інших водних поверхонь і транспірації (випаровування) вологи рослинами.

Испаряющаяся вода, конденсуючись, утворює хмари і у вигляді опадів випадає на землю. Ці опади поглинаються грунтом, і в результаті підземного і поверхневого стоку води знову повертаються в моря й океани.

Кругообіг води – це добре відрегульований механізм, який безперервно «качає» воду з океану на материки і назад, при цьому вода очищається.

Водні ресурси Землі становить солона і прісна вода. Причому 97,2% від загального запасу (1345 млн км3) припадає на води Світового океану. На частку прісної води залишається 2,8%, але якщо виключити полярні льодовики, поки ще недоступні для використання, то, на жаль, доводиться констатувати, що практично доводиться використовувати лише 0,3% водних ресурсів.

Теоретично можна вважати водні ресурси невичерпними, якщо прийняти, що при їх раціональному використанні вони безупинно відновляються в процесі круговороту. Разом з тим споживання води збільшується, оскільки вона служить одним з головних видів сировини для промисловості. Її у величезних кількостях використовують як теплоносій і втрачають в процесі охолодження та підігріву. У металургії для виплавки 1 т чавуну і переплавлення його в сталь потрібно 300 т води, для отримання 1 т міді – 500 т, 1 т нікелю – 4000 т води.

Одним з головних споживачів води є виробництво синтетичних матеріалів. Для отримання 1 т синтетичного каучуку потрібно 2100 т води, лавсану – 4200 т, капрону – 5600 т, папери – 250 т. Для виготовлення автомобіля потрібно 246 т води, а для запуску міжконтинентальної балістичної ракети – майже 190 000 т.

Ще більше витрачається води у сільському господарстві.

Потреба в питній воді жителя великого міста становить близько 8 л на добу, а на всі сфери життєдіяльності щодня витрачається 175 л води (рис. 71).

Запаси прісної води в зонах інтенсивної господарської діяльності та проживання більшості людей стають недостатніми, тому вже зараз необхідно думати про її заощадженні.

Для споживача важлива така характеристика води, яку називають жорсткістю.

Зміст таких катіонів у воді обумовлюють розчинні сполуки цих металів, наприклад солі (хлориди, нітрати, сульфати).

У жорсткій воді мило не милиться, при пранні білизни підвищується витрата миючих засобів, а волосся при митті січеться. Вся справа в тому, що мила являють собою натрієві (тверді) або калієві (рідкі) солі жирних кислот, загальну формулу яких можна умовно записати так: RCOONa або RCOOK. Як і всі калієві і натрієві солі, мила розчинні у воді і дисоціюють:

RCOONa → RCOO- + Na +,

чого не скажеш про аналогічні солях кальцію, магнію і заліза. І до тих пір, поки всі іони Са2 + і Mg2 + Не будуть переведені за допомогою мила в осад, воно миліть, т. Е. Прати і мити, не буде:

2RCOO- + Са2 + → (RCOO) 2Ca ↓.

У жорсткій воді погано розварюються м’ясо та крупи.

Цим далеко не вичерпується список неприємностей, які приносить людині жорстка вода. Загляньте всередину чайника або, якщо у вашому будинку або квартирі робили капітальний ремонт, в розріз труби центрального опалення. Що спостерігаєте? Білий, сіруватий, рудуватий пухкий шар накипу. Виявляється, не тільки середні розчинні солі кальцію, магнію і заліза є причиною жорсткості води, але й особлива група солей, які називають кислими.

Кислими називають

Такі солі можуть дати тільки багатоосновні кислоти, у тому числі вугільна. Наприклад, вам добре відома середня натрієва сіль вугільної кислоти – карбонат натрію Na2CO3 (її називають технічної содою), продукт повного заміщення двох атомів водню в молекулі вугільної кислоти Н2СO3 на натрій. На кожній кухні обов’язково є ще одна сода – питна чи харчова. Це кисла сіль – гідрокарбонат натрію NaHCO3 – продукт неповного заміщення атомів водню в молекулі вугільної кислоти Н2СO3 на натрій. Чому сіль називають кислої? Тому що у складі кислотного залишку, як в кислоті, присутній атом водню.

Аналогічно натрію карбонат і гідрокарбонат утворюють кальцій і магній. Ці солі чудово ілюструють залежність властивостей речовин від їх складу: якщо гідрокарбонати добре розчинні у воді і дисоціюють, обумовлюючи тим самим її жорсткість:

Са (НСO3) 2 = Са2 + + 2НСO-3,

то карбонати нерозчинні.

При нагріванні води, що містить гідрокарбонати кальцію і магнію (жорсткої води), останні перетворюються на нерозчинні карбонати:

Са (НСO3) 2 = СаСO3 ↓ + Н2O + CO2 ↑.

Саме вони і утворюють накип у чайнику, трубах центрального опалення, парових котлах і т. Д. (Рис. 72).

Жорсткість води, зумовлену вмістом у ній гідрокарбонатів кальцію, магнію і заліза і усувати кип’ятінням, називають тимчасовою. Жорсткість води, зумовлену вмістом у ній інших сполук кальцію, магнію і заліза і кип’ятінням неустраняемого, називають постійною.

Посилання на основну публікацію