Какие особенности воды обеспечивают ей свойство растворителя

1. Дайте определение понятия.
Диполь — совокупность двух точечных электрических зарядов, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся на некотором расстоянии друг от друга.

2. Какая особенность строения молекулы воды определяет ее свойство универсального растворителя?
Молекула воды представляет собой диполь, на одном конце молекула заряжена положительно, а на другом – отрицательно. Именно это и позволяет воде быть универсальным растворителем. Любые вещества, имеющие заряженные группы, растворяются в ней.

3. Закончите заполнение таблицы.

СВОЙСТВА ВОДЫ

4. Используя рисунок 8, опишите последовательность растворения кристалла хлорида натрия в воде.   

5. Выпишите в таблицу соли, входящие в состав живых организмов.

МИНЕРАЛЬНЫЕ СОЛИ

6. Пользуясь в § 2.3 содержанием раздела «Вода», докажите или опровергните утверждение: «Вода — колыбель жизни».
Вода – единственное вещество на Земле, которое встречается в твердом, жидком и газообразном состоянии в естественных условиях. Покрывая около трех четвертей поверхности нашей планеты, вода является колыбелью жизни на Земле. Все биохимические процессы в клетках сводятся к химическим реакциям в водном растворе – обмену веществ в организме. Вода составляет основу нашего тела, и основу других живых организмов. В океане зародилась жизнь. Благодаря уникальным свойствам воды, жизнь существует и есть на нашей планете. Эти свойства таковы: вода – это универсальный растворитель, обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью, интенсивностью испарения, вязкостью, несжимаемостью, высокой силой поверхностного натяжения.

7. Познавательная задача.
Основа любого органического вещества — углерод, поэтому он встречается в любых организмах. Ближайший его сосед по группе в таблице Д. И. Менделеева — кремний — наиболее распространенный элемент земной коры, однако в живых организмах почти не встречается. Объясните этот факт, исходя из строения и свойств атомов этих элементов.
Кремний более инертен, чем углерод, так как он тяжелее, имеет больше слоев, больший радиус. Окислительные свойства и химическая активность у кремния намного меньше выражена, чем у углерода. Соединения Si с водородом слабы и встречаются относительно редко из-за малой разности электроотрицательностей этих атомов. Хоть кремний и может путем обменного или электростатического взаимодействий образовывать ковалентные связи, но они не являются такими прочными, как аналогичные связи углерода. Он меньше вступает в реакции, соответственно, образует намного меньше химических соединений, особенно, биомолекул.

8. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
Какую долю в среднем составляет в клетке вода?
1) 70%;
Тест 2.
Вода выполняет в клетке функцию растворителя благодаря:
4) полярности ее молекул.
Тест 3.
Все нижеперечисленные катионы, кроме одного, входят в состав солей и являются наиболее важными для жизнедеятельности клетки катионами. Укажите «лишний» среди них катион.
4) Fe3+.
Тест 4.
Все нижеперечисленные анионы, кроме одного, входят в состав солей и являются наиболее важными для жизнедеятельности клетки анионами. Укажите «лишний» среди них анион.
4) SO42-.
Тест 5.
Каково соотношение ионов натрия и калия в клетках животных и в окружающей их среде — межклеточной жидкости и крови?
3) натрия в клетке меньше, чем снаружи, а калия, наоборот, больше в клетке, чем снаружи;

9. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.

10. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Выбранный термин – гидрофобный.
Соответствие: термин, в принципе, соответствует своему первоначальному значению. Вещества не боятся воды, а просто не растворяются в ней из-за того, что не имеют заряженных групп, так как вода – диполь.

11. Сформулируйте и запишите основные идеи § 2.3.
В клетке есть неорганические вещества, это воды и минеральные соли.
Вода – колыбель жизни, единственное вещество на Земле, которое встречается в твердом, жидком и газообразном состоянии. В воде зародилась жизнь, вода – основа жизни. Молекула воды представляет собой диполь, на одном конце молекула заряжена положительно, а на другом – отрицательно. Именно это и позволяет воде быть универсальным растворителем. Любые вещества, имеющие заряженные группы, растворяются в ней.
Вода обладает уникальными свойствами: универсальный растворитель, обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью, интенсивностью испарения, вязкостью, несжимаемостью, высокой силой поверхностного натяжения.
В клетке содержатся также соли. Они могут быть растворимые (анионы соляной, угольной, фосфорной и некоторых других кислот, катионы калия, натрия, кальция, магния) и нерастворимые (фосфаты кальция и магния, карбонаты кальция). И анионы, и катионы, и нерастворимые соли выполняют определенные функции и необходимы для нормальной жизнедеятельности клетки.

вода – растворитель, самый распространенный в природе

свойства воды как растворителя:

– высокая диэлектрическая проницаемость – вода активно растворяет вещества с полярными молекулами

– образование водородных связей между частицами в-ва и молекулами воды

– низкая вязкость воды

свойства воды как растворителя определяются строением молекул воды

строение молекулы воды

формула молекулы воды H2O

H –

О(II)-2 хим.связь одинарная полярная ковалентная, Ð105°

/ молекула имеет угловую форму _ –

H+ –

молекула в виде диполя: 2 неподеленные е-пары атома кислорода образуют (-)полюс +

2 катиона водорода образуют (+)полюс +

диполи воды активно растворяют вещества с полярными молекулами:

полярные – молекулы неорганических веществ, имеющие или ионные связи, или полярные ковалентные связи

полярные – молекулы органических веществ, имеющие полярные функциональные группы

полярные молекулы имеют свойства диполей

электрический диполь – два точечных заряда, одинаковые по величине и противоположные по знаку,

находящиеся на расстоянии l друг от друга, которое называется плечом диполя

Р = q × l – электрический момент диполя

различают молекулы с постоянной полярностью – жесткие диполи, и

молекулы с непостоянной полярностью – индуцированные диполи

диполи воды вызывают электролитическую диссоциацию растворяемых в-в или распад в-в на ионы:

растворяемые в-ва должны иметь ионные или полярные ковалентные связи

вокруг частиц растворяемого в-ва диполи воды образуют гидратные оболочки

гидратные оболочки тормозят обратное слипание частиц растворяемого в-ва

ПР: HCl полярная ковалентная связь

в-во находится в растворенном виде,

в электрическом поле диполя H+Сl- диполи Н2О располагаются упорядоченно,

взаимодействие диполей Н+Cl- и упорядоченно расположенных диполей Н2О поляризует связь Н+-Cl- до ионной

взаимодействие диполей Н+-Сl- и упорядоченно расположенных диполей Н2О ослабляет связи Н+-Cl-,

образуются ионы Cl-_и Н+ (свободно не существуют)

физическая фаза ®химическая фаза:

в электрическом поле ионов Н+ и Сl- диполи Н2О располагаются упорядоченно

® гидраты ионов Сl- и ионы гидроксония Н3О+ (донорно-акцепторная связь)

NaCl ионная связь, ионная кристаллическая решётка

в электрическом поле ионов Na+ и Сl- диполи Н2О располагаются упорядоченно,

взаимодействие ионов Na+ и Cl- и диполей Н2О ослабляет связи Na+-Cl-,

образуются ионы Na+ и Cl- (одновременно идет растворение и диссоциация)

физическая фаза ®химическая фаза:

в электрическом поле ионов Na+ и Сl- диполи Н2О располагаются упорядоченно

® гидраты ионов Na+ и Сl-

NaОН ионная связь, ионная кристаллическая решётка

в электрическом поле ионов Na+ и ОН- диполи Н2О располагаются упорядоченно,

взаимодействие ионов Na+ и ОН- и диполей Н2О ослабляет связи Na+-ОН-,

образуются ионы Na+ и ОН- (одновременно идет растворение и диссоциация)

физическая фаза ®химическая фаза:

в электрическом поле ионов Na+ и ОН- диполи Н2О располагаются упорядоченно

® гидраты ионов Na+ и гидроксид-ионы ОН-

гидрофильное и гидрофобное взаимодействие веществ с водой

вещества по растворимости в воде делятся на гидрофильные и гидрофобные

– гидрофильные хорошо растворяются в воде

состоят из ионов и полярных молекул или молекул с полярными функциональными группами

варианты гидрофильного взаимодействия – ионно-дипольное ПР: растворение NaCl

диполь-дипольное ПР: растворение HCl

образование водородных связей ПР: растворение С2Н5ОН

– гидрофобные плохо растворяются в воде

состоят из неполярных молекул

гидрофобное взаимодействие – «отталкивание» молекул воды от молекулы в-ва

– дифильные, у которых молекулы имеют и гидрофильные, и гидрофобные группы

дифильные молекулы при растворении в воде деформируются так,

чтобы контакт с водой гидрофобных групп уменьшился, а контакт с водой гидрофильных групп увеличился

ПР: в воде белковые молекулы приобретают форму глобул

внутри глобул гидрофобные группы, снаружи глобул гидрофильные группы

влияние на растворимость природы компонентов, температуры и давления

факторы, влияющие на растворимость в-в:

– природа растворителя

одно в-во в разных растворителях растворяется по-разному

289) природа в-ва.полярные растворители и неполярные растворители.

различают полярные растворители и неполярные растворители

ПР: вода, спирт – полярные растворители

у полярных растворителей полярные молекулы

полярные растворители сильно поляризуются и имеют высокую диэлектрическую проницаемость e

в полярных растворителях хорошо растворяются в-ва ионной структуры с ионными связями и

молекулярной структуры с полярными ковалентными связями

в неполярных растворителях хорошо растворяются в-ва молекулярной структуры с неполярными ковалентными..

– природа в-ва

в одном растворителе разные в-ва растворяются по-разному

некоторые в-ва имеют низкую растворимость

ПР: твердые в-ва с прочной атомной кристаллической решеткой практически нерастворимы

в-ва с ионной и полярной ковалентной связью хорошо растворяются в полярных растворителях

в-ва с неполярной ковалентной связью плохо растворяются в полярных растворителях

ПР:

одна из причин высокой растворимости в-в – образование связей между частицами в-ва и растворителя

ПР: при растворении спирта в воде образуются водородные связи между молекулами воды и спирта

ПР: при растворении AgCl в водном растворе NH3 образуются комплексы [Ag(NH3)4]+

– температура и давление, присутствие в растворе других в-в..

если растворение – равновесное состояние, то влияние внешних факторов оценивается по принципу Ле-Шателье

внешние факторы – температура, давление, присутствие других в-в..

график зависимости растворимости от температуры – кривая растворимости..

растворимость твердых в-в в жидкостях

факторы, влияющие на растворимость твердых в-в в жидкостях:

– природа растворителя..

– природа твердого в-ва..

– температура и давление

если растворение – равновесное состояние, то влияние внешних факторов оценивается по принципу Ле-Шателье

если растворение эндотермический процесс –

при нагревании растворимость твердых в-в в жидкостях увеличивается

если растворение экзотермический процесс –

при нагревании растворимость твердых в-в в жидкостях уменьшается

объем системы при растворении твердых тел в жидкостях не меняется –

повышение давления не влияет на растворимость твердых в-в в жидкостях

– присутствие в растворе других в-в..

Дата добавления: 2016-11-18; просмотров: 2939 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

© 2015-2020 lektsii.org – Контакты – Последнее добавление