Химические свойства воды

Давайте вспомним все уже известные нам реакции, в которых участвует вода. Для этого вновь напишем уравнения встречавшихся ранее реакций и систематизируем их. Оказывается, вода – весьма активное в химическом отношении вещество.

1) Вода реагирует со многими металлами с выделением водорода:

2Na + 2H₂O = H₂ + 2NaOH

(бурно)

2K + 2H₂O = H₂ + 2KOH

(бурно)

3Fe + 4H₂O = 4H₂ + Fe₃O₄

(только при нагревании)

Не все, а только достаточно активные металлы могут участвовать в окислительно-восстановительных реакциях этого типа. Наиболее легко реагируют щелочные и щелочноземельные металлы I и II групп.

Из неметаллов с водой реагируют, например, углерод и его водородное соединение (метан). Эти вещества гораздо менее активны, чем металлы, но все же способны реагировать с водой при высокой температуре:

C + H₂O = H₂ + CO

(при сильном нагревании)

CH₄ + 2H₂O = 4H₂ + CO₂(при сильном нагревании)

2) Вода разлагается на водород и кислород при действии электрического тока. Это также окислительно-восстановительная реакция, где вода является одновременно и окислителем, и восстановителем:

3) Вода реагирует со многими оксидами

неметаллов. В отличие от предыдущих, эти реакции не окислительно-восстановительные, а реакции соединения:

SO2	+	H2O	=	H2SO3
				сернистая кислота

SO3	+	H2O	=	H2SO4
				серная кислота

CO2	+	H2O	=	H2CO3
				угольная кислота

4)

Некоторые оксиды металлов также могут вступать в реакции соединения с водой. Примеры таких реакций мы уже встречали:

CaO	+	H2O	=	Ca(OH)2
				гидроксид кальция (гашеная известь)

Не все оксиды металлов способны реагировать с водой. Часть из них практически не растворима в воде и поэтому с водой не реагирует. Мы уже встречались с такими оксидами. Это ZnO, TiO₂, Cr₂O₃, из которых приготовляют, например, стойкие к воде краски. Оксиды железа также не растворимы в воде и не реагируют с ней.

5) Вода образует многочисленные соединения, в которых ее молекула полностью сохраняется. Это так называемые гидраты. Если гидрат кристаллический, то он называется кристаллогидратом.

Например:

CuSO4	+	5 H2O	=	CuSO4.5H2O
вещество белого цвета (безводный сульфат меди)				кристаллогидрат (медный купорос), синие кристаллы

Приведем другие примеры образования гидратов:

H₂SO₄ + H₂O = H₂SO₄ ^. H₂O (гидрат серной кислоты)

NaOH + H₂O = NaOH ^. H₂O (гидрат едкого натра)

Соединения, связывающие воду в гидраты и кристаллогидраты, используют в качестве осушителей. С их помощью, например, удаляют водяные пары из влажного атмосферного воздуха.

6) Особая реакция воды – синтез растениями крахмала (C₆H₁₀O₅)_n и других подобных соединений (углеводов)

, происходящая с выделением кислорода:

6n CO₂ + 5n H₂O = (C₆H₁₀O₅)_n + 6n O₂

(при действии света)

Таким образом, почти все важнейшие химические реакции воды уже встречались нам в предыдущих параграфах.

Задачи

7.10. Сколько граммов воды потребуется для превращения всего оксида серы (VI), полученного из 64 г серы, в серную кислоту? Сколько при этом получится серной кислоты?

7.11. Напишите уравнения реакций следующих превращений: C

a ® CaH₂ ® Ca(OH)₂ .

7.12. Безводный хлорид кальция CaCl₂ в количестве 11,1 г растворили в воде. Затем раствор упарили, а выделившиеся кристаллы высушили на воздухе. Их масса составила 18,3 г. Напишите формулу образовавшегося кристаллогидрата.

** 7.13 (НГУ). Определите число молекул кристаллизационной воды в кристаллогидрате сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃× nH₂O, если в 6,66 г этого соединения содержится 1,806× 10²³ атомов кислорода.