Har syre elektrisk och termisk ledningsförmåga? Egenskaper hos syre, ättiksyra och aluminium. I. Organisationsstadiet

Kunskap om ämnens egenskaper är nödvändig för deras praktiska användning. Till exempel visar figur 6 tillämpningarna av aluminium på grund av egenskaperna hos denna metall.

1. Vilka ämnen anses vara naturliga?

2. Ge exempel på positiv mänsklig påverkan på miljön.

3. Ge exempel på människans negativa inverkan på naturen.

4. Vad studerar kemi?

5. Skriv ner kroppar och ämnen separat från följande namnlista: snöflinga, daggdroppe, vatten, isbit, strösocker, sockerbit, krita, skolkrita. Hur många kroppar och hur många ämnen är namngivna i denna lista?

6. Jämför egenskaperna hos ämnen (det vill säga fastställa det gemensamma och olika mellan dem):

a) koldioxid och syre;

b) kväve och koldioxid;

c) socker och salt;

d) ättiksyra och citronsyra.

7. Vilka egenskaper hos aluminium ligger till grund för dess användning?

8. Varför börjar de studera kemi senare än biologi, geografi och fysik?

Syftet med lektionen. Konkretisera kunskap om ett kemiskt grundämne och ett enkelt ämne. Studera syrgas fysikaliska egenskaper. Utveckla idéer om metoder för att producera och samla syre i laboratoriet.

Uppgifter:

1. Pedagogisk:
   – Kunna skilja mellan begreppen ”kemiskt grundämne” och ”enkelt ämne”
   med syre som exempel.
   – Kunna karakterisera syrets fysikaliska egenskaper och metoder
   samlar syre.
   – Kunna placera koefficienter i reaktionsekvationer.
2. Pedagogisk:
   bildande av noggrannhet vid utförande av laboratorieexperiment;
   uppmärksamhet, omtänksam attityd.
3. Pedagogisk:
   – Bildande av logiska kedjor, behärskning av kemikalier
   terminologi, kognitiv aktivitet, slutsatser och bedömningar.

Grundläggande koncept. Kemiskt element, enkel substans, fysikaliska egenskaper, katalysatorer.

Planerade lärandemål. Kunna skilja mellan begreppen "kemiskt grundämne" och "enkelt ämne" med syre som exempel. Kunna karakterisera syrgas fysikaliska egenskaper och metoder för uppsamling av syrgas. Kunna placera koefficienter i reaktionsekvationer.

Erfarenhet: Få syre från väteperoxid och bekräfta dess närvaro.

Demonstrationer. Få syre från kaliumpermanganat. Insamling av syre genom luftförträngningsmetod och bekräftelse av dess närvaro.

Utrustning och reagens: D.I. Mendeleevs bord, utdelningsmaterial (test), anordning för att producera syre från kaliumpermangat (konisk kolv med gummipropp, gasutloppsrör, PKh-12, stativ, fot, bomullsull), väteperoxid 20 ml (15 flaskor), mangan (IV) oxid (15 flaskor), dispensersked (15 st), alkohollampa (15 st), tändstickor (15 st), splitter (15 st), kaliumpermanganat (5 g),.

Lektionstyp: En lektion i att lära sig ny kunskap.

Lär ut metoder:

• Förklarande-illustrerande (verbal: samtal, presentation; verbalt-visuellt: elevernas självständiga arbete med visuella hjälpmedel; verbalt-visuellt-praktiskt: elevernas arbete med utdelat material, utföra ett kemiskt experiment, utföra självständigt skriftligt arbete).
• Partiell sökning (heuristisk) metod (verbal: konversation-diskussion; verbal-visuell: diskussion med demonstration av visuella hjälpmedel, självständigt arbete av elever med visuella hjälpmedel; verbalt-visuellt-praktiskt: elevernas arbete med utdelat material, utföra ett kemiskt experiment, utföra självständigt skrivande).
• Forskningsmetod (verbal-visuell-praktisk: att utföra ett forskningskemiskt experiment).

Former för organisation av aktiviteter: frontal, grupp (ångbad).

I. Organisationsstadiet.

1. Hälsningar.
2. Definition av frånvarande.
3. Kontrollerar beredskapen för lektionen.

Tillgång till dagbok, klassanteckningsbok, kemilärobok, penna.

II. Förbereda eleverna för aktivt och medvetet lärande av nytt material.

Lärare: För att bestämma ämnet för dagens lektion måste du och jag lösa pusslet?

Bild 1

Lös pusslet så får vi reda på ämnet för dagens lektion.

Ris. 1

(BORSTE) KI + (ELEFANT) SLO + ROD

SYRE

Lärare:Ämnet för dagens lektion: ”Syre, dess allmänna egenskaper och förekomst i naturen. Fysiska egenskaper hos syre. Tar emot."

Bild 2

Ämnet för dagens lektion: ”Syre, dess allmänna egenskaper och förekomst i naturen. Fysiska egenskaper hos syre. Tar emot."

Bild 3

"Syre" är det ämne som jordisk kemi kretsar kring.

J. Berzelius

Lärare: Med hjälp av kemispråket måste du skriva ner på tavlan: syre som ett kemiskt element och som ett enkelt ämne.

Syre - som ett element - O.

Syre - som ett enkelt ämne - O 2.

Lärare: Nu kommer flera fraser (ordstäv) att dyka upp på skärmen; du måste bestämma i vilken betydelse syre nämns i dem - som ett kemiskt element eller som ett enkelt ämne.

Bild 4

Träning: Definiera syre som ett kemiskt element eller enkelt ämne.

1. Syre är en del av vitala organiska ämnen: proteiner, fetter, kolhydrater.
2. All levande materia på jorden andas syre.
3. Rost innehåller järn och syre.
4. Fiskar andas syre löst i vatten.
5. Under fotosyntesen frigör gröna växter syre.

Lärare: Du behöver med hjälp av PSHE dem. D.I. Mendeleev karakteriserar det kemiska elementet "Syre", enligt följande plan:

Bild 5:

1. Serienummer -
2. Relativ atommassa -
3. Period –
4. Grupp -
5. Undergrupp –
6. Valence –

Lärare: Låt oss kolla, var uppmärksam på skärmen

Bild 6

1. Serienummer – 8
2. Relativ atommassa – Ar(O) = 16
3. Period – andra
4. Grupp – VI
5. Undergrupp - en (huvud)
6. Valens – II

Bild 7

Fördelning av syre i naturen:

Första plats i prevalens i jordskorpan, d.v.s. litosfären, upptar syre - 49%, följt av kisel - 26%, aluminium - 7%, järn - 5%, kalcium - 4%, natrium - 2%, kalium - 2%, magnesium - 2%, väte - 1%.

I biosfär Cirka 65 % av massan av levande organismer är syre.

I hydrosfär det står för 89%.

I atmosfär: 23 viktprocent, 21 volymprocent.

Ris. 2

Lärare: Du behöver med hjälp av PSHE dem. D.I.Mendeleev karakteriserar det enkla ämnet "Syre".

Så, vad är den kemiska formeln för ett enkelt ämne - 0 2

Relativ molekylvikt Mg(0 2) = 32

Bild 8

Historien om upptäckten av syre.

Ris. 3 Fig 5

Ris. 4 Ris. 6

Läraren kommenterar:År 1750 hade M.V. Lomonosov genomförde experiment och bevisade att luften innehåller ett ämne som oxiderar metall. Han ringde honom flogiston.

Carl Scheele fick syre 1771. Självständigt erhölls syre av J. Priestley 1774.

Och historien är enkel...
Joseph Priestley en gång
Uppvärmning av kvicksilveroxid
Upptäckte en konstig gas.
Gas utan färg, utan namn,
Ljuset brinner starkare i den.
Är det inte skadligt för andningen?
Det får du inte veta av läkaren!
Ny gas kom ut ur kolven -
Ingen känner honom.
Möss andas denna gas
Under ett glasskydd.
Folk andas det också...

År 1775 slog A. Lavoisier fast att syre är en komponent i luft och finns i många ämnen.

Naturen skapade världen från atomer:
Två lätta atomer tog väte,
Tillsatt en syreatom -
Och det visade sig vara en vattenpartikel,
Hav av vatten, hav och is...
Syre har blivit
Nästan överallt finns det fyllning.
Med kisel förvandlades han till ett sandkorn.
Syre kom in i luften
Förvånande,
Från havets blåa djup.
Och växter dök upp på jorden.
Livet dök upp:
Andas, bränner...
De första fåglarna och de första djuren,
De första människorna som bodde i en grotta...
Eld skapades av friktion,
Även om de inte visste orsaken till branden.
Syrets roll på vår jord
Den store Lavoisier förstod.

Lärare: Låt oss nu bekanta oss med syre experimentellt. Eftersom vi kommer att använda en värmeanordning (alkohollampa), är det nödvändigt att komma ihåg TB när du arbetar med en alkohollampa:

1. När du använder en spritlampa får du inte tända den från en annan spritlampa, eftersom sprit kan spilla och orsaka brand.
2. För att släcka lågan på alkohollampan ska den stängas med ett lock.

Häll H2O2-lösningen (väteperoxid) i en bägare.

Tänd spritlampan, placera en ficklampa i lågan och släck ficklampan. Tillsätt sedan mangan(IV)oxid i bägaren och håll den pyrande splinten mot bägaren - vad observeras?

Studerande: Facklan flammar upp. På så sätt bestämde vi att det finns syre i bägaren.

Lärare: I detta experiment är mangan (IV) oxid en katalysator - ett ämne som påskyndar processen för en kemisk reaktion, men som inte förbrukas.

Demonstrationsexperiment:"Syreproduktion från kaliumpermanganat."

Vi monterar enheten.

Vi samlar in syre genom att förskjuta luft i en konisk kolv, efter en tid kontrollerar vi förekomsten av syre med hjälp av en pyrande splitter; om den blossar upp har en tillräcklig mängd syre samlats upp.

Vi stänger den med en gummipropp och placerar den på ett lyftbord.

Och vi uppmanar eleverna att karakterisera syrgas fysikaliska egenskaper enligt följande kriterier.

Bild 9

1. Tillstånd för aggregering -...
2. Färg - ...
3. Lukt -...
4. Vattenlöslighet - ...
5. t o kip. –...
6. Elektrisk konduktivitet -...
7. Värmeledningsförmåga -...
8. Tyngre eller lättare än luft

Lärare: Låt oss kolla, var uppmärksam på skärmen.

Bild 10

1. Fysiskt tillstånd – gas.
2. Färg – ingen färg
3. Lukt – ingen lukt
4. Löslighet i vatten - dåligt löslig
5. t° koka. – 183°C
6. Elektrisk ledningsförmåga – icke-ledande
7. Värmeledningsförmåga – leder värme dåligt (dålig)
8. Tyngre än luft

Lärare: Vi ställer en problematisk fråga till eleverna: Varför finns syre i form av en blå vätska på bilden?

Bild 11

Ris. 7

Elevens svar (tillagt av läraren): Detta syre är i flytande tillstånd och flytande syre är blått.

Låt oss nu sammanfatta och skriva ner i en anteckningsbok de olika sätten att producera syre som vi observerade idag.
Ris. 8

Ris. 9

Lärare: I slutet av lektionen kommer vi att testa våra kunskaper.

Du börjar bekanta dig med ett nytt akademiskt ämne – kemi. Vad studerar kemi?

Som du vet från din fysikkurs är många ämnen uppbyggda av molekyler, och molekyler är uppbyggda av atomer. Atomer är så små att många miljarder av dem får plats på spetsen av en nål. Det finns dock bara 114 typer av atomer.

Ämnen som neon, argon, krypton och helium består av individuella isolerade atomer. De kallas också ädelgaser eller inerta gaser eftersom deras atomer inte kombineras med varandra och nästan inte kombineras med atomer av andra kemiska element. Väteatomer är en helt annan sak. De kan existera ensamma (fig. 4, a), som i solen, som mer än hälften består av enskilda väteatomer. De kan kombineras till molekyler av två atomer (fig. 4, b), och bilda molekyler av den lättaste gasen, som liksom det kemiska elementet kallas väte. Väteatomer kan också kombineras med atomer av andra kemiska grundämnen. Till exempel bildar två väteatomer, i kombination med en syreatom (fig. 4, c), molekyler av ett ämne som är välkänt för dig - vatten.

Ris. 4.
Former av existens av det kemiska elementet väte:
a - väteatomer; b - vätemolekyler; c - väteatomer i en vattenmolekyl

På liknande sätt förenar begreppet "kemiskt element syre" isolerade syreatomer, syre - ett enkelt ämne vars molekyler består av två syreatomer och syreatomer som är en del av komplexa ämnen. Sålunda innehåller koldioxidmolekyler syre och kolatomer, medan sockermolekyler innehåller kol-, väte- och syreatomer.

Därför finns varje kemiskt element i tre former: fria atomer, enkla ämnen och komplexa ämnen (se fig. 4).

Begreppet "kemiskt element" är bredare och bör inte förväxlas med begreppet "enkelt ämne", särskilt om deras namn är desamma. När de till exempel säger att vatten innehåller väte menar de ett kemiskt grundämne och när de säger att väte är en miljövänlig typ av bränsle menar de ett enkelt ämne.

Olika ämnen skiljer sig från varandra i sina egenskaper. Så, väte är en gas, mycket lätt, färglös, luktlös, smaklös, har en densitet på 0,00009 g/cm 3, kokar vid en temperatur av -253 °C och smälter vid en temperatur av -259 °C, etc. Dessa egenskaper ämnen kallas fysikaliska.

Du kan beskriva de fysikaliska egenskaperna hos ett ämne med hjälp av följande plan:

1. I vilket tillstånd av aggregation (gasformigt, flytande, fast) befinner sig ämnet under givna förhållanden?
2. Vilken färg har ämnet? Har den glans?
3. Har ämnet en lukt?
4. Vad är hårdheten för ämnet på den relativa hårdhetsskalan (Mohs-skalan) (Fig. 5)? (Se referensböcker.)

Ris. 5.
Hårdhetsskala

1. Uppvisar ämnet plasticitet, sprödhet eller elasticitet?
2. Löser ämnet sig i vatten?
3. Vad är ämnets smältpunkt och kokpunkt? (Se referensböcker.)
4. Vilken densitet har ämnet? (Se referensböcker.)
5. Har ämnet termisk och elektrisk ledningsförmåga? (Se referensböcker.)

Laboratorieförsök nr 1
Jämförelse av egenskaper hos kristallina fasta ämnen och lösningar

Jämför med den som ges på sid. Plan 10, egenskaper hos proverna av ämnen som du fått i koppar:

• alternativ 1 - kristallint socker och bordssalt;
• alternativ 2 - glukos och citronsyra.

Genom att känna till ämnens egenskaper kan en person använda dem till större nytta. Tänk till exempel på egenskaperna och tillämpningarna av aluminium (Fig. 6).

Ris. 6.
Applicering av aluminium:
1 - flygplanstillverkning; 2 - raketvetenskap; 3 - produktion av kraftledningar; 4 - tillverkning av tallrikar, bestick och förpackningsfolie

På grund av sin lätthet och styrka används aluminium och dess legeringar i flygplans- och rakettillverkning, det är inte utan anledning som aluminium kallas den "vingade metallen".

Aluminiums lätthet och goda elektriska ledningsförmåga används vid tillverkning av elektriska ledningar för kraftledningar (kraftledningar).

Värmeledningsförmåga och icke-toxicitet är viktiga vid tillverkning av köksredskap av aluminium.

Icke-toxicitet och plasticitet gör det möjligt att i stor utsträckning använda tunna ark av aluminium - folie - som förpackningsmaterial för chokladkakor, te, margarin, mjölk, juice, andra produkter, såväl som för läkemedel placerade i konturceller.

Införandet av aluminiumlegeringar i konstruktion ökar hållbarheten och tillförlitligheten hos strukturer.

Dessa exempel illustrerar att olika fysiska kroppar kan tillverkas av ett ämne (aluminium).

Aluminium kan brinna med en bländande låga (Fig. 7), så det används i färgglada fyrverkerier och gör tomtebloss (kom ihåg N. Nosovs berättelse "Sparklers"). När det bränns förvandlas aluminium till ett annat ämne - aluminiumoxid.

Ris. 7.
Aluminiumförbränning är grunden för tomtebloss och fyrverkerier

Nyckelord och fraser

1. Kemi ämne.
2. Ämnen är enkla och komplexa.
3. Ämnes egenskaper.
4. Kemiskt element och dess existensformer: fria atomer, enkla ämnen och komplexa ämnen, eller föreningar.

Arbeta med dator

1. Se den elektroniska ansökan. Studera lektionsmaterialet och slutför de tilldelade uppgifterna.
2. Hitta e-postadresser på Internet som kan fungera som ytterligare källor som avslöjar innehållet i nyckelord och fraser i stycket. Erbjud din hjälp till läraren att förbereda en ny lektion - gör en rapport om nyckelorden och fraserna i nästa stycke.

Frågor och uppgifter

1. Phileo (grekiska) betyder "kärlek", phobos - "rädsla". Ge en förklaring av begreppen "kemofili" och "kemofobi", som återspeglar den skarpt motsatta attityden hos grupper av människor till kemi. Vilken är rätt? Motivera din synpunkt.
2. Ett obligatoriskt attribut för ett oändligt antal spion- och andra detektivarbeten är kaliumcyanid, närmare bestämt kaliumcyanid, som har egenskapen att förlama nervsystemet och därigenom leda offret till omedelbar död. Ge exempel på egenskaperna hos andra ämnen som används i litterära verk.
3. Skriv separat ner namnen på ämnen och namnen på kroppar från den angivna listan: koppar, mynt, glas, glas, vas, keramik, tråd, aluminium. Använd tipset: för kroppens namn - ett substantiv - kan du välja ett relativt adjektiv bildat av ämnets namn, till exempel: järn och spik - järnspik.
4. Skriv ner kvalitativa adjektiv: lätta, runda, långa, tunga, hårda, luktande, lösliga, tunga, konkava, mjuka, flytande, transparenta, vilket kan hänföras: a) till ämnen; b) till kroppar; c) både till kroppar och ämnen.
5. Jämför begreppen "enkel substans" och "komplex substans". Hitta likheter och skillnader.
6. Bestäm vilka av ämnena, vars molekylära modeller visas i figur 2, klassificeras som: a) enkla ämnen; b) till komplexa ämnen.
7. Vilket begrepp är bredare - "kemiskt element" eller "enkelt ämne"? Ge ett evidensbaserat svar.
8. Ange var syre hänvisas till som ett kemiskt element och var det hänvisas till som ett enkelt ämne:

   a) syre är svagt lösligt i vatten;

   b) vattenmolekyler består av två väteatomer och en syreatom;

   c) luften innehåller 21 % syre (i volym);

   d) syre är en del av koldioxid.

9. Ange var väte hänvisas till som ett enkelt ämne och var det hänvisas till som ett kemiskt element:

   a) väte är en del av de flesta organiska föreningar;

   b) väte är den lättaste gasen;

   c) ballonger är fyllda med väte;

   d) en metanmolekyl innehåller fyra väteatomer.

10. Betrakta sambandet mellan egenskaperna hos ett ämne och dess användning med hjälp av exemplet: a) glas; b) polyeten; c) socker; d) järn.

Allotropi

Från \(118\) för närvarande kända kemiska grundämnen bildar \(22\) grundämnen enkla ämnen med icke-metalliska egenskaper. Det finns mycket mer icke-metalliska enkla ämnen än de icke-metalliska kemiska elementen själva. Anledningen till detta är förekomsten av ett fenomen som kallas allotropi.

Allotropi är förmågan hos atomerna i ett givet kemiskt element att bilda flera enkla ämnen som kallas allotropa modifieringar, eller allotropa modifieringar.

Till exempel, bildar det kemiska grundämnet oxygen \(O\) det enkla ämnet oxygen O 2, vars molekyl består av två atomer, och det enkla ämnet ozon O 3, vars molekyl består av tre atomer av detta grundämne.

Det kemiska elementet fosfor \(P\) bildar många allotropa modifikationer, av vilka de viktigaste är röd fosfor och vit fosfor.

Det kemiska elementet kol \(C\) bildar naturligt förekommande modifikationer - diamant och grafit.

Allotropa modifieringar som bildas av samma kemiska element skiljer sig väsentligt från varandra både i struktur och egenskaper.

Allotropi är inte inneboende i alla icke-metalliska kemiska grundämnen.

Till exempel, väte, kväve, grundämnena \(VII\)A- och \(VIII\)A-grupperna har inte allotropa modifikationer, d.v.s. vart och ett av de nämnda elementen bildar endast en enkel substans.

Kristallgitter av icke-metaller

Orsaken till den stora variationen av fysikaliska egenskaper hos icke-metaller ligger i den olika strukturen hos dessa ämnens kristallgitter.

Vissa icke-metaller har atomärt kristallgitter. Kristaller av sådana ämnen består av atomer kopplade till varandra genom starka kovalenta bindningar. Sådana icke-metaller är i ett fast aggregationstillstånd och är icke-flyktiga. Exempel på sådana ämnen är diamant, grafit, röd fosfor och kisel.

Modeller av kristallgitter av diamant (vänster) och grafit. Kristallerna av dessa allotropa modifieringar består av kolatomer anslutna till varandra med kovalenta bindningar. Grafitkristaller, till skillnad från diamantkristaller, är uppbyggda av separata lager som är arrangerade i förhållande till varandra, precis som pappersark i en bok.

Den andra delen av icke-metaller har molekylärt kristallgitter. I det här fallet är atomerna i varje molekyl ganska fast förbundna med en kovalent bindning, men enskilda molekyler är bundna till varandra mycket svagt i kristaller av ämnet. Därför kan ämnen med molekylär struktur under normala förhållanden vara gaser, vätskor eller smältbara fasta ämnen.

Syre O 2, ozon O 3, kväve N 2, väte H 2, fluor F 2, klor Cl 2, brom Br 2, jod I 2, vit fosfor P 4, kristallint svavel S 8 och inerta gaser - dessa är alla ämnen, kristaller som består av individuella molekyler (och i fallet med inerta gaser, av individuella atomer, som om de fungerar som molekyler).

Modell av en svavelmolekyl (vänster) och en svavelkristall. En svavelkristall består av individuella molekyler\(S_8\)

Fysikaliska egenskaper hos icke-metaller

Egenskaperna hos icke-metalliska enkla ämnen är mycket olika. Faktum är att det enda de har gemensamt är att de i regel inte har de fysikaliska egenskaper som är typiska för metaller, det vill säga att de inte har den karakteristiska metalliska lystern, formbarheten, duktiliteten, hög termisk och elektrisk ledningsförmåga.

Aggregeringstillstånd

Icke-metaller kan under normala förhållanden vara gasformiga, flytande och fasta ämnen.

Gasformig icke-metaller Iär helium \(He\), neon \(Ne\), argon \(Ar\), krypton \(Kr\), xenon \(Xe\) och radon \(Rn\). De kallas inerta (eller ädelgaser. Varje "molekyl" av en inert gas består av endast en atom.

Kemiska grundämnen som väte \(H\), syre \(O\), kväve \(N\), klor \(Cl\), fluor \(F\) bildas gasformigämnen bestående av diatomiska molekyler - H 2, O 2, N 2, Cl 2, F 2.

Från icke-metalliska enkla ämnen under vanliga förhållanden flytandeär bara brom, vars molekyler är diatomiska - Br 2.

De återstående icke-metalliska kemiska elementen under normala förhållanden är i hård aggregationstillstånd. Till exempel bildar det kemiska elementet kol fasta ämnen som diamant och grafit. Fasta ämnen är kristallint svavel S8, röd fosfor och vit fosfor P4, kristallint jod I2.

Färg och glans

Endast vissa icke-metaller, till skillnad från metaller, har en glans. Till exempel är kristallint jod, kisel och grafit inte som andra icke-metaller – de har en lyster som påminner något om metallernas lyster.

Om den stora majoriteten av metaller kännetecknas av silvergrå eller silvervita färger, är färgen på icke-metaller mycket varierande. Vit färgen är vit fosfor, röd - röd fosfor, gul - svavel och fluor, rödbrun - flytande brom, gulgrön - klor, violett jodånga har färg blå - flytande syre, grå - grafit och kisel. Färglös är en diamant, har de inerta gaserna, kväve, syre och väte heller ingen färg.

Vem vet formeln för vatten sedan skoltiden? Naturligtvis, det är det. Det är troligt att från hela kemikursen har många som sedan inte studerar det på ett specialiserat sätt bara kunskapen om vad formeln H 2 O betyder. Men nu ska vi försöka förstå så detaljerat och djupgående som möjligt vilka dess huvudsakliga egenskaper är och varför det finns liv utan det. på planeten jorden är omöjligt.

Vatten som ett ämne

Vattenmolekylen består som vi vet av en syreatom och två väteatomer. Dess formel är skriven enligt följande: H 2 O. Detta ämne kan ha tre tillstånd: fast - i form av is, gasformigt - i form av ånga och flytande - som ett ämne utan färg, smak eller lukt. Förresten, detta är det enda ämnet på planeten som kan existera i alla tre stater samtidigt under naturliga förhållanden. Till exempel: vid jordens poler finns is, i haven finns vatten och avdunstning under solens strålar är ånga. I denna mening är vatten anomalt.

Vatten är också det vanligaste ämnet på vår planet. Det täcker planetens yta med nästan sjuttio procent - det är hav, många floder med sjöar och glaciärer. Det mesta av vattnet på planeten är salt. Det är olämpligt att dricka och för jordbruk. Färskvatten utgör bara två och en halv procent av den totala mängden vatten på planeten.

Vatten är ett mycket starkt och högkvalitativt lösningsmedel. Tack vare detta sker kemiska reaktioner i vatten med enorm hastighet. Samma egenskap påverkar ämnesomsättningen i människokroppen. att den vuxna människokroppen är sjuttio procent vatten. Hos ett barn är denna andel ännu högre. Vid hög ålder sjunker denna siffra från sjuttio till sextio procent. Förresten, denna egenskap av vatten visar tydligt att det är grunden för mänskligt liv. Ju mer vatten i kroppen, desto hälsosammare, aktivare och yngre är den. Det är därför forskare och läkare från alla länder outtröttligt insisterar på att du behöver dricka mycket. Det är vatten i sin rena form, och inte ersättningar i form av te, kaffe eller andra drycker.

Vatten formar klimatet på planeten, och det är inte en överdrift. Varma havsströmmar värmer hela kontinenter. Detta beror på att vatten absorberar mycket solvärme, för att sedan släppa ut det när det börjar svalna. Det är så det reglerar temperaturen på planeten. Många forskare säger att jorden skulle ha svalnat och förvandlats till sten för länge sedan om det inte vore för närvaron av så mycket vatten på den gröna planeten.

Vattens egenskaper

Vatten har många mycket intressanta egenskaper.

Vatten är till exempel det mest rörliga ämnet efter luft. Från skolkursen minns säkert många ett sådant begrepp som vattnets kretslopp i naturen. Till exempel: en bäck avdunstar under påverkan av direkt solljus och förvandlas till vattenånga. Vidare transporteras denna ånga någonstans med vinden, samlas i moln, eller till och med i och faller i bergen i form av snö, hagel eller regn. Vidare rinner bäcken ner från bergen igen, delvis avdunstar. Och så – i en cirkel – upprepas cykeln miljontals gånger.

Vatten har också en mycket hög värmekapacitet. Det är på grund av detta som vattendrag, särskilt haven, svalnar mycket långsamt under övergången från en varm årstid eller tid på dagen till en kall. Omvänt, när lufttemperaturen stiger, värms vattnet upp mycket långsamt. På grund av detta, som nämnts ovan, stabiliserar vatten lufttemperaturen i hela vår planet.

Efter kvicksilver har vatten den högsta ytspänningen. Det är omöjligt att inte märka att en droppe som av misstag spills på en plan yta ibland blir en imponerande fläck. Detta visar vattnets viskositet. En annan egenskap uppstår när temperaturen sjunker till fyra grader. När vattnet svalnar till denna punkt blir det lättare. Därför flyter is alltid på vattenytan och hårdnar till en skorpa som täcker floder och sjöar. Tack vare detta fryser inte fiskar ut i reservoarer som fryser på vintern.

Vatten som ledare av elektricitet

Först bör du lära dig om vad elektrisk ledningsförmåga är (inklusive vatten). Elektrisk ledningsförmåga är förmågan hos ett ämne att leda elektrisk ström genom sig själv. Följaktligen är vattnets elektriska ledningsförmåga vattnets förmåga att leda ström. Denna förmåga beror direkt på mängden salter och andra föroreningar i vätskan. Till exempel är den elektriska ledningsförmågan för destillerat vatten nästan minimerad på grund av att sådant vatten renas från olika tillsatser som är så nödvändiga för god elektrisk ledningsförmåga. En utmärkt ledare av ström är havsvatten, där koncentrationen av salter är mycket hög. Elektrisk ledningsförmåga beror också på vattnets temperatur. Ju högre temperatur, desto högre elektrisk ledningsförmåga har vattnet. Detta mönster avslöjades genom flera experiment av fysiker.

Vattenledningsförmåga mätning

Det finns en sådan term - konduktometri. Detta är namnet på en av metoderna för elektrokemisk analys baserad på den elektriska ledningsförmågan hos lösningar. Denna metod används för att bestämma koncentrationen av salter eller syror i lösningar, samt för att kontrollera sammansättningen av vissa industriella lösningar. Vatten har amfotära egenskaper. Det vill säga, beroende på förhållandena, kan den uppvisa både sura och basiska egenskaper - fungerar som både en syra och en bas.

Enheten som används för denna analys har ett mycket liknande namn - konduktivitetsmätare. Med hjälp av en konduktometer mäts elektrolyternas elektriska ledningsförmåga i lösningen som analyseras. Kanske är det värt att förklara ytterligare en term - elektrolyt. Detta är ett ämne som, när det löses eller smälts, bryts ner till joner, på grund av vilka en elektrisk ström sedan leds. En jon är en elektriskt laddad partikel. I själva verket bestämmer en konduktometer, med vissa enheter för vattens elektriska ledningsförmåga, dess specifika elektriska ledningsförmåga. Det vill säga, det bestämmer den elektriska ledningsförmågan för en specifik volym vatten som tas som en initial enhet.

Redan före början av sjuttiotalet av förra seklet användes måttenheten "mo" för att indikera ledningsförmågan hos elektricitet; det var en derivata av en annan kvantitet - Ohm, som är den grundläggande enheten för motstånd. Elektrisk ledningsförmåga är en storhet omvänt proportionell mot resistans. Nu mäts det i Siemens. Denna kvantitet fick sitt namn för att hedra fysikern från Tyskland - Werner von Siemens.

Siemens

Siemens (kan betecknas antingen Cm eller S) är den reciproka av Ohm, som är en måttenhet för elektrisk ledningsförmåga. En cm är lika med alla ledare vars resistans är 1 ohm. Siemens uttrycks genom formeln:

• 1 cm = 1: Ohm = A: B = kg −1 m −2 s³A², där
  A - ampere,
  V - volt.

Vattnets värmeledningsförmåga

Låt oss nu prata om ett ämnes förmåga att överföra termisk energi. Kärnan i fenomenet är att den kinetiska energin hos atomer och molekyler, som bestämmer temperaturen hos en given kropp eller substans, överförs till en annan kropp eller substans under deras interaktion. Med andra ord är värmeledningsförmåga värmeutbytet mellan kroppar, ämnen, såväl som mellan en kropp och ett ämne.

Vattnets värmeledningsförmåga är också mycket hög. Människor använder denna egenskap av vatten varje dag utan att märka det. Till exempel att hälla kallt vatten i en behållare och kyla drycker eller mat i den. Kallt vatten tar värme från flaskan eller behållaren och ger bort kyla i gengäld; en omvänd reaktion är också möjlig.

Nu kan samma fenomen lätt föreställas i planetarisk skala. Havet värms upp under sommaren, och sedan, med början av kallt väder, svalnar det långsamt och avger sin värme till luften och värmer därmed kontinenterna. Efter att ha svalnat under vintern, börjar havet att värmas upp mycket långsamt jämfört med landet och ger upp sin svalka till kontinenterna som tynar i sommarsolen.

Densitet av vatten

Det beskrevs ovan att fiskar lever i en damm på vintern på grund av att vattnet hårdnar till en skorpa över hela deras yta. Vi vet att vatten börjar förvandlas till is vid en temperatur på noll grader. På grund av att vattnets densitet är större än dess densitet flyter det och fryser på ytan.

vattnets egenskaper

Dessutom kan vatten under olika förhållanden vara både ett oxidationsmedel och ett reduktionsmedel. Det vill säga att vatten, som ger upp sina elektroner, blir positivt laddat och oxiderar. Eller så förvärvar den elektroner och blir negativt laddad, vilket betyder att den återställs. I det första fallet oxiderar vattnet och kallas dött. Det har mycket kraftfulla bakteriedödande egenskaper, men du behöver inte dricka det. I det andra fallet är vattnet levande. Det piggar upp, stimulerar kroppen att återhämta sig och tillför energi till cellerna. Skillnaden mellan dessa två egenskaper hos vatten uttrycks i termen "oxidation-reduktionspotential".

Vad kan vatten reagera med?

Vatten kan reagera med nästan alla ämnen som finns på jorden. Det enda är att för att dessa reaktioner ska inträffa måste du ge en lämplig temperatur och mikroklimat.

Till exempel, vid rumstemperatur, reagerar vatten bra med metaller som natrium, kalium, barium - de kallas aktiva. Med halogener - det här är fluor, klor. När det värms upp reagerar vatten bra med järn, magnesium, kol och metan.

Med hjälp av olika katalysatorer reagerar vatten med amider och estrar av karboxylsyror. En katalysator är ett ämne som verkar driva komponenter mot en ömsesidig reaktion, påskynda den.

Finns det vatten någon annanstans än jorden?

Hittills har inget vatten upptäckts på någon planet i solsystemet förutom jorden. Ja, de föreslår dess närvaro på satelliterna av sådana gigantiska planeter som Jupiter, Saturnus, Neptunus och Uranus, men än så länge har forskare inte exakta data. Det finns en annan hypotes, ännu inte helt verifierad, om underjordiskt vatten på planeten Mars och på jordens satellit, månen. När det gäller Mars har ett antal teorier framförts i allmänhet att det en gång fanns ett hav på denna planet, och dess möjliga modell designades till och med av forskare.

Utanför solsystemet finns det många stora och små planeter där det enligt forskare kan finnas vatten. Men än så länge finns det inte den minsta möjlighet att vara säker på detta med säkerhet.

Hur vattens termiska och elektriska ledningsförmåga används för praktiska ändamål

På grund av att vatten har en hög värmekapacitet används det i värmeledningar som kylvätska. Det säkerställer värmeöverföring från producent till konsument. Många kärnkraftverk använder också vatten som ett utmärkt kylmedel.

Inom medicinen används is för kylning och ånga för desinfektion. Is används också i det offentliga serveringssystemet.

I många kärnreaktorer används vatten som moderator för att säkerställa att en kärnkedjereaktion uppstår framgångsrikt.

Tryckvatten används för att klyva, bryta och till och med skära stenar. Detta används aktivt i byggandet av tunnlar, underjordiska lokaler, lager och tunnelbanor.

Slutsats

Det följer av artikeln att vatten, i dess egenskaper och funktioner, är det mest oersättliga och fantastiska ämnet på jorden. Är livet för en person eller någon annan levande varelse på jorden beroende av vatten? Absolut ja. Bidrar detta ämne till mänskliga vetenskapliga aktiviteter? Ja. Har vatten elektrisk ledningsförmåga, värmeledningsförmåga och andra användbara egenskaper? Svaret är också "ja". En annan sak är att det finns mindre och mindre vatten på jorden, och speciellt rent vatten. Och vår uppgift är att bevara och skydda den (och därmed oss ​​alla) från utrotning.