Физикалық қасиеті

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым министрлігі
Е.А.Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті
Химия факультеті
Органикалық химия және полимерлер кафедрасы

Реферат
Тақырыбы:Су құрылымы және физикалық,химиялық қасиеттері

Орындаған ТФП-116 топ студенті Калымбетова Аружан
Тексерген: Сағынтаева Акмаржан Дарханқызы

Қарағанды,2022
Қарағанды,2022
Мазмұны
I.Кіріспе
II. Негізгі бөлім
2.1.Су құрылымы
III.Судың қасиеттері
3.1.Физикалық қасиеті
3.2.Химиялық қасиеті
VI.Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Су - таныс және әдеттен тыс зат. Белгілі кеңес ғалымы академик И.В.Петрянов су туралы өзінің ғылыми-көпшілікке толы кітабын Әлемдегі ең ерекше зат деп атады.

Ал биология ғылымдарының докторы Б.Ф.Сергеев Көңілді физиология атты кітабын су туралы тарау - Біздің планетаны жаратқан зат деп бастады. Ғалымдар дұрыс айтады: жер бетінде біз үшін кәдімгі судан маңызды бірде-бір зат жоқ және сонымен бірге қасиеттерінде оның қасиеттеріндегідей көптеген қарама-қайшылықтар мен ауытқулар болатын бір текті зат жоқ.

Су -- сутегі мен оттегінің қалыпты жағдайларда тұрақтылығын сақтайтын қарапайым химиялық қосылыс. Ауыз су, тіршілік көзі, ол Жер шарының 3 4 бөлігін алады, тірі ағзалардың 60-70%-ы, ал өсімдіктердің 90 % -ы судан тұрады.Қатты су - қар мен мұз - жердің 20%-ын алып жатыр.

Су тек гидросферада ғана емес,жер литосферасында,атмосферада,биосфера сында тараған.Жер шарында тіршілік ең алғаш сулы ортада пайда болды. Су -- бүкіл тіршілік иелерінің негізгі құрамдас бөлігі. Бұдан басқа судың тіршілік үшін физикалық-химиялық қасиеттердің: жоғары жылу өткізгіштік және жылу сыйымдылық, жоғары тығыздық, ауа тығыздығының шамамен 800 есе артуы, мөлдірлік, тұтқырлық, қатқан кезде мұздың көлемін ұлғайтуы және тағы басқа қолайлы қасиеттері болады.

Біржасушалы және көпжасушалы ағзалар жасушаларының биохимиялық үдерістерінің барлығы сулы ортада өтеді. Су әр түрлі климаттық жағдайлардағы физиологиялық үдерістердің қалыпты өтуіне себепкер болады. Ол сондай-ақ көптеген минералдық және ағзалық заттардың жақсы еруіне себепкер бола алады. Табиғи су құрамында сан алуан тұздың болатыны да сондықтан. Ағзалар жұғымды заттарды тек еріген түрінде сіңіреді.
Табиғи су құрамындаәр түрлі еріген тұздар,қоспалар болады.Тұрмысқа пайдалану үшін оны түрлі әдістермен тазартады,хлорлап залалсыздандырады.Химияда,лаборатор ияда қолданылатын суды қайта айдайды.Сонымен қатар,су өнеркәсіпте өте қажет шикізат болып табылады.Одан сутегін,оттегін алады,ол өте жақсы еріткіш.Одан әртүрлі қышқыл,тұз,сусындар даярлайды.Жер бетінде жүріп жатқан процестер,оның ішінде биохимиялық процестер суда не су ерітінділерінде жүреді.Өсімдік өсу үшін су қажет.Ол өзіне қажет қоректік затты топырақтан судағы ерітінді түрінде сіңіреді.Ауыл шаруашылығы дақылдарынан мол өнім алу үшін топырақ ылғалдылығын дұрыс пайдалану керек.Ол үшін әр түрлі агротехникалық,гидромелиорация шаралары.

Су құрылымы

Егер біз осы көрсеткіштерді қарастыратын болсақ, онда бұл таңғажайып зат көрсететін қасиеттер бірден анық болады. Сонымен, су молекуласы екі сутегі атомынан және бір оттегі атомынан тұрады, сондықтан оның эмпирикалық формуласы H2O болады. Сонымен қатар, екі элементтің электрондары молекуланың өзін құруда маңызды рөл атқарады. Судың құрылысы және оның қасиеттері қандай екенін білеміз.

Әлбетте, әрбір молекула бір-біріне бағытталған және олар бірге ортақ кристалдық торды құрайды. Бір қызығы, оксид тетраэдр түрінде - орталықта оттегі атомы, ал оның екі жұп электроны мен екі сутегі атомы асимметриялы түрде салынған. Егер сіз атомдар ядроларының орталықтары арқылы сызықтар жүргізіп, оларды байланыстырсаңыз, онда сіз дәл тетраэдрлік геометриялық пішінді аласыз.

Оттегі атомының центрі мен сутегі ядроларының арасындағы бұрыш 104,5 0С. O-H байланысының ұзындығы = 0,0957 нм. Оттегі электронды жұптарының болуы, сондай-ақ оның сутегімен салыстырғанда жоғарырақ электронға жақындығы молекулада теріс зарядталған өрістің пайда болуын қамтамасыз етеді. Керісінше, сутегі ядролары қосылыстың оң зарядталған бөлігін құрайды. Осылайша, су молекуласы диполь болып табылады. Бұл судың қандай болуы мүмкін екенін анықтайды және оның физикалық қасиеттері де молекуланың құрылымына байланысты. Тірі тіршілік иелері үшін бұл ерекшеліктер маңызды рөл атқарады.

Судың молекулалық құрылымы ерекше. Таңғажайып түрде бұл жерде үйлесімсіз нәрсе біріктірілген: сұйық заттың қозғалғыштығы және біз мұз деп атайтын күшті кристалды материал. Әрине, молекулалар агрегацияның әртүрлі күйінде өзгереді: газ тәрізді, қатты және сұйық. Ол планетадағы барлық тіршілікке және біздің өміріміздің сапасына маңызды әсер етеді.
Коваленттік байланыстың негізгі сипаттамалары бағыттылық, қанығу, полярлық, полярлану сияқты ұғымдармен өрнектеледі. Бұл параметрлер қосылыстардың химиялық және физикалық қасиеттері болып табылады.Су молекуласының пішіні негізінде екі сутегі атомы (әр бұрышта бір атом) бар тең қабырғалы үшбұрышқа ұқсайды. Оттегі мен сутегі атомдарының арасында полярлық байланыс байқалады, бұл оттегінің электрондарды күштірек тарту қасиетімен түсіндіріледі (сутегімен салыстырғанда).

Ядроаралық O - H арақашықтығы 0,1 нм-ге жақын, сутегі атомдарының ядроларының арақашықтығы 0,15 нм, Н - О - Н байланыстары арасындағы бұрыш - 104,5°.

Судың молекулалық құрылымы екі оң және екі теріс зарядталған полюстердің болуын білдіреді, бұл оның диполь ретіндегі көрінісін түсіндіре алады (көп жағдайда).Атомдардағы тиімді зарядтардың көрсеткіштері электрон зарядының +-0,17-ге тең.

Сонымен қатар сутектік байланыс судың заттарды еріту қабілетіне тікелей әсер етеді, өйткені ерігіштік сипаттамалары сутегі байланыстарының еріткішпен байланысуына байланысты. Бұл сутектік байланыстардың құрамында ОН топтары бар заттармен (қант, глюкоза, спирт, карбон қышқылдары) әрекеттесуі олардың суда еруінің тамаша деңгейін түсіндіре алады.
Димер - екі H2O молекуласы арасындағы сутектік байланыс.

Әрбір молекуланың төрт сутегі байланысын құру мүмкіндігі бар: екеуі оның оттегі атомының жалғыз жұптары мен көрші молекулалардың сутегі атомдары арасында және тағы екеуі көршілес екі молекуланың сутегі атомдары мен оттегі атомдары арасында.

Сутегі байланысының энергия шектері 17-ден 33 кДжмольге дейін өзгеруі мүмкін.

Судың бірнеше күйлері бар:
Сұйықтық. Қалыпты жағдайдағы негізгі жағдай.
Қатты. Бұл мұз, сонымен қатар кристалдар түрінде - аяз немесе қар.
Газ тәрізді - су буы.

Судың көптеген биологиялық қасиеттері оның құрылымымен, яғни сұйық күйдегі мономерлі (дара) және байланысты (топтық) су молекулаларының қатынасымен анықталады.

Ионизация. Су молекулаларының диссоциациялануы нәтижесінде сутегі иондары (Н+) және гидроксил иондары (ОН) түзіледі. 25 °C температурада таза судағы сутегі немесе гидроксид иондарының концентрациясы 1 ∙ 10-7 мольл, бұл рН 7-ге сәйкес келеді.
Құрылымдық су - бұл
Бұл молекулалық құрылымы, кристалдық торларының орналасуы (мұзда байқалатын сияқты) сәл өзгеше су, бірақ ол әлі де сұйық (еріту де осы түрге жатады). Бұл жағдайда судың құрамы мен оның қасиеттері, ғылыми тұрғыдан алғанда, кәдімгі сутегі оксидіне тән қасиеттерден ерекшеленбейді. Сондықтан құрылымдық су эзотериктер мен балама медицинаны жақтаушыларға жатқызатындай кең емдік әсерге ие бола алмайды.

Судың физикалық қасиеті
Таза су -- түссіз, иіссіз, дәмсіз сұйықтық. Судың қабаты 5 м асқанда көгілдір түсті болып көрінеді.

Қалыпты қысымда 100°С-та қайнайды да, 0°С-да мұзға (р=0,92 гсм3) айналады, сондықтан мұз су бетінде қалқып жүреді. Сонда оның көлемі 9 %-ға артады. Судың беткі қабатының мұзбен қапталып жатуы ондағы тіршілік иелерінің қыс мезгілінде де өмір сүруіне жағдай жасайды.

Температурасы 4°С болғанда, тығыздығы 1гсм3 (судың ерекшелігі). Судың жылу сыйымдылығы өте жоғары, оны мына мысалмен түсіндірейік. Жаздың аптап ыстық күндерінде су жылуды сіңіріп, өзеннің маңайын салқындатып тұрады, сондықтан адамдар оның жағалауына дем алуға көптеп барады.

Осылайша жиналған жылуды су қыс мезгілінде біртіндеп ауаға береді, сондықтан қатты аязды күндерде өзеннің беті тұманданып тұратынын сендер сан дүркін кердіңдер. Су жер бетінен тараған жылудың 60%-ын ұстап қалып, оны суынудан сақтап тұрады. Табиғи сулар әдетте таза болмайды, онда еритін және ерімейтін заттардың қоспалары болады. Теңіз суында еріген тұздар кептеп кездессе, (3,5 %) ағын және жер асты суларында кальций мен магний тұздары болады, ал жауын мен еріген қар суларында көбінесе шаң мен еріген күйдегі газдар (02, N2, С02, S02, т. б) кездеседі.
Су -- сутек оксиді, Н2О -- қалыпты жағдайда сутек пен оттек 1:8 көлемдік қатынаста болатын тұрақты қарапайым химия қосылыс. Табиғатта ең көп таралған, бүкіл гидросфера Судан тұрады, Судың тіршілік үшін маңызы өте зор. Аристотель өз еңбектерінде (біздің заманымыздан IV ғасыр) Суды төрт құбылыстың (от, ауа, топырақ, су) біріне жатқызса, ғалымдар XVIII ғасырдың аяғына дейін Суды жеке элемент ретінде қарастырды.

Суды алғаш ағылшын ғалымы Г.Кавендиш (1731 -- 1810) зерттеді (1781 -- 1782), ал француз ғалымы А.Лавуазье (1743 -- 1794) сутек жанғанда Су түзілетінін дәлелдеп (1783), Ж.Млньемен бірге сандық құрамын анықтады (1785).

Судың құрамында массасы бойынша 11,19 % сутек, 88,81 % оттек болады; молекуласы 2 атом сутек пен 1 атом оттектен тұрады, молек. м. 18,0160, иіссіз, дәмсіз, түссіз (терең жері көгілдір) сұйықтық. Құрамында 2Н (дейтрий) бар Су -- ауыр су (D2O) деп аталады. ауыр судың физиқалық қасиеттері өзгешелеу болады. Су 0 С-та қатып, 100 С-та қайнайды.

20 °С-тағы тығыздығы 0,99823 гсм3,
0 °С-тағы тығыздығы 0,9168 гсм3 (мұзда).
Судың физиқалық қасиеттерінде, балқу жылуында, меншікті жылу сыйымдылығында, тұтқырлығында, жылу өткізгіштігінде ерекшеліктер бар. Мысалы:, мұз жеңіл болғандықтан Суда қалқып өзендер мен көлдердің түбіндегі тіршілік сақталады. Су қалыпты температурада көптеген заттармен әрекеттеседі. Сілтілік және сілтілік-жер металдармен әрекеттескенде гидроксид пен сутек түзеді (2Na+2H2O=2NaOH+H2↑). Су әр түрлі жағдайда бейметалдармен (фтор, хлор, бром, фосфор, көміртек) әрекеттесіп, қышқылдар (HCl, HClO, HPO3, HF, HBr) және оксид (СО) түзеді.

Атмосферада Су бу, тұман, бұлт, тамшы және қар кристалдары түрінде кездеседі. Су оттек, сутек, азот қышқылын, спирт, альдегидтер, сілтілер, т.б. аса маңызды химиялық өнімдерді өндіруде қолданылатын химиялық реагентер. Оның катализатор ретінде маңызы зор.
Жылу сыйымдылығы. Судың жылу сыйымдылығының мәні (яғни температураны 1 ° C-қа көтеру үшін қажет жылу мөлшері) басқа заттарға қарағанда 5-30 есе жоғары. Тек сутегі мен аммиактың жылу сыйымдылығы жоғары. Сонымен қатар, тек сұйық су мен сынап үшін меншікті жылу сыйымдылығы температура 0-ден 35 ° C-қа дейін жоғарылағанда төмендейді (кейін өсе бастайды). Құмның жылу сыйымдылығы сұйық судан 5 есе аз болғандықтан, күннің бірдей қыздыруымен су қоймасындағы су жағадағы құмға қарағанда 5 есе әлсіз қызады, бірақ жылуды бірдей мөлшерде ұзақ сақтайды. . Судың жоғары жылу сыйымдылығы өсімдіктерді жоғары ауа температурасында температураның күрт көтерілуінен сақтайды, ал буланудың жоғары жылуы өсімдіктерде терморегуляцияға қатысады.

Жоғары балқу және қайнау температуралары, жоғары жылу сыйымдылығы көрші молекулалар арасындағы күшті тартылысты көрсетеді, нәтижесінде сұйық су үлкен ішкі когезияға ие.

Беттік керілу және адгезия. Су бетінде оның молекулаларының компенсацияланбаған адгезиясы (конгезиясы) салдарынан беттік керілу пайда болады. Судың адгезия (жабысу) қасиеті де бар, ол тартылыс күштеріне қарсы көтерілгенде кездеседі. Капиллярларда шекаралық қабаттағы су молекулаларының ауамен жабысу күштері оның капилляр қабырғаларының материалына адгезиясымен біріктіріледі. Нәтижесінде капиллярда бастапқы деңгейден жоғары судың ойыс беті пайда болады.

Негізгі физикалық қасиетері
Оларға кристалдық тор, қайнау және балқу температуралары және ерекше жеке сипаттамалар жатады. Біз олардың барлығын қарастырамыз.

Сутегі оксидінің кристалдық торының құрылымы агрегация күйіне байланысты. Ол қалыпты жағдайда қатты - мұз, сұйық - негізді су, судың температурасы 100 0С жоғары көтерілгенде газ тәрізді - бу болуы мүмкін. Әдемі өрнекті кристалдар мұздан қалыптасады. Тор тұтастай бос, бірақ байланыс өте күшті, тығыздығы төмен. Оны снежинкалардың немесе шыныдағы аязды үлгілердің мысалында көруге болады. Кәдімгі суда тордың тұрақты пішіні болмайды, ол өзгереді және бір күйден екінші күйге өтеді.

Ғарыштағы су молекуласы доптың дұрыс пішініне ие. Бірақ жердің тартылыс күшінің әсерінен ол бұрмаланып, сұйық күйде ыдыс пішініне ие болады.
Сутегі оксидінің құрылымының диполь болуы келесі қасиеттерді анықтайды: жоғары жылуөткізгіштік пен жылу сыйымдылығы, оны затты тез қыздыру және ұзақ салқындату кезінде байқауға болады, иондарды да, жеке электрондарды да айнала бағдарлау қабілеті, қосылыстар. Бұл суды әмбебап еріткіш етеді (полярлық және бейтарап).

Судың құрамы мен молекуласының құрылымы бұл қосылыстың көптеген сутегі байланыстарын, соның ішінде ортақ емес электрон жұптары бар басқа қосылыстармен (аммиак, спирт және т.б.) түзу қабілетін түсіндіреді.

Сұйық судың қайнау температурасы 1000С, кристалдану +40С-та жүреді. Бұл көрсеткіштің астында - мұз. Қысымды арттырсаңыз, судың қайнау температурасы күрт көтеріледі. Сонымен, жоғары атмосферада онда қорғасынды балқытуға болады, бірақ сонымен бірге ол тіпті қайнамайды (3000С жоғары).

Судың қасиеттері тірі ағзалар үшін өте маңызды. Мысалы, ең маңыздыларының бірі - беттік керілу. Бұл сутегі оксидінің бетінде ең жұқа қорғаныс қабықшасының пайда болуы. Біз сұйық су туралы айтып отырмыз. Бұл пленканы механикалық әсермен бұзу өте қиын. Ғалымдар оған 100 тонна салмаққа тең күш қажет екенін анықтады. Оны қалай байқауға болады? Су краннан баяу тамшылағанда пленка ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.