Часть II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел 8. ВОДОРОД. ГАЛОГЕНЫ

§ 8.3. Вода

Вода - оксид водорода - одно из самых распространенных и важных веществ. Поверхность Земли покрыта водой, в 2,5 раза больше, чем поверхность суши. Чистой воды в природе нет, - она всегда содержит примеси. Добывают чистую воду методом перегонки. Перегнана вода называется дистиллированной. Состав воды (по массе): 11,19 % водорода и 88,81 % кислорода. Физические свойства. Чистая вода прозрачная, без запаха и вкуса. Наибольшую плотность она имеет при 4°С (1г/см ). Плотность льда меньше, чем плотность жидкой воды, поэтому лед плавает на поверхности. Вода замерзает при 0°С и кипит при 100°С при давлении 101 325 Па. Она плохо проводит теплоту и очень плохо - электрический ток. Вода - хороший растворитель.

Молекула воды имеет угловую форму (см. рис. 3.3): атомы водорода относительно атома кислорода образуют угол, равный 104,5°. Поэтому молекула воды - диполь: та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кислород, - отрицательно. Благодаря полярности молекул воды электролиты в ней диссоциируют на ионы.

В жидкой воде наряду с обычными молекулами Н₂О содержатся ассоциированные молекулы, то есть соединенные в более сложные агрегаты (Н₂О)x вследствие образования водородных связей (см. § 3.6). Наличием водородных связей между молекулами воды объясняются аномалии ее физических свойств: максимальная плотность при 4 °С, высокая температура кипения (в ряду Н₂О H₂S -Н₂Sе - Н₂Том), аномально высокая теплоемкостью [4,18 Дж/(г ∙К)]. С повышением температуры водородные связи разрываются, и полный разрыв их наступает при переходе воды в пар.

Химические свойства. Вода - достаточно реакційноздатна вещество. При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также с щелочными и лужноземельними металлами, например:

Н₂O + Na₂O = 2NaOH; 2Н₂O + Li = 2LiOH + Н₂↑;

Н₂О + SO₂ = H2SO₃; 2Н₂O + Са = Са (ОН)₂ + Н₂↑.

Вода образует многочисленные соединения-гидраты (кристаллогидраты). Например:

Н₂O + H₂SO₄ = H₂SO₄ ∙ Н₂O;

10Н₂О + Na₂CO₃ = Na₂CO₃ ∙ 10Н₂О;

Н₂O + NaOH = NaOH • Н₂O; 5Н₂O + CuSO₄ = CuSO₄ ∙ 5Н₂О.

Очевидно, соединения, связывающие воду, могут использоваться как осушители. Среди других осушающих веществ можно отметить Р₂O5, СаО, ВаО, металлический натрий (они тоже химически взаимодействуют с водой) и силикагель.

К важных химических свойств воды относится ее способность вступать в реакции гидролитического разложения (см. гидролиз солей, § 6.5).