Химическая станция по свойствам воды

Волшебница химия
Учитель химии: Малыгина А.В.
Ассистент:
ученица 8 б класса
Михайленко Анастасия
Предисловие
Что главнее для природы? Ну, конечно, это воды!
Есть моря и океаны,
Изморозь, роса, туманы,
Иней есть, есть облака,
Есть озера, есть река.
Капли есть, и дождь, и град.
Ливень есть, есть водопад,
Лёд, снежинки, есть шуга,
Есть пурга и есть снега,
Есть колодцы, и есть тучи,
Есть источник, и есть ключик,
Есть болота, есть пруды,
Есть каналы для воды,
И поземка тоже есть.
Всей воды не пересесть.
Не о том сейчас здесь речь.
Воду надобно беречь!!!


Вода в химии
Вода как растворитель имеет громадное значение и в промышленности, и в быту. Трудно найти какое-нибудь производство, в котором вода не использовалась бы как растворитель. Возьмём, например, производство сахара. Горячая вода извлекает из тонких стружек сахарной свёклы сахар; затем после очистки раствор упаривается, и из него выделяются кристаллы сахара. Без воды работа сахарного завода немыслима. Невозможно себе представить выделку кожи, травление и крашение различных тканей, мыловарение и множество других производств без использования водных растворов различных веществ.
Вода как растворитель представляет особенно большой интерес для химии.
Химики очень часто применяют воду для очистки получаемых ими продуктов. Эта очистка основана на том, что большинство веществ растворяется в горячей воде лучше, чем в холодной. Так, например, в 100 граммах воды при температуре в 100 градусов растворяется 342 грамма едкого натрия, а при 20 градусах 109 граммов, при 100 градусах в том же количестве воды растворяется 291 грамм борной кислоты, а при 20 градусах около 40 граммов. Желая получить чистое вещество, поступают так. Загрязнённое вещество растворяют в воде до тех пор, пока не получится насыщенный раствор, т. е. такой, в котором вещество больше уже не растворяется. Затем фильтрованием удаляют нерастворимые примеси и охлаждают жидкость. При этом образуется пересыщенный раствор, из которого по мере понижения температуры выпадает всё больше и больше чистых кристаллов вещества. Растворимые же примеси остаются в растворе. Растворение и кристаллизацию повторяют несколько раз, в зависимости от того, насколько чистый продукт надо получить. Если растворимость изменяется с повышением температуры незначительно (как, например, у поваренной соли: при 100 градусах в 100 граммах воды растворяется 39,1 грамма соли, а при нуле градусов 35,6 грамма), растворы упаривают. Так получают, например, выварочную соль.
Однако вода ценна не только как средство для очистки веществ. Очень часто она играет незаменимую роль как единственно возможная среда для протекания тех или иных химических процессов.
Одним из условий возникновения реакции является столкновение участвующих в ней молекул. В случае, если взаимодействуют газообразные вещества или жидкости, такое столкновение осуществляется легко: молекулы газов и жидкостей достаточно подвижны. Но как провести реакцию между твёрдыми веществами? Ведь в них движение молекул весьма стеснено, так как каждая из молекул закреплена в определённом месте кристалла, где она может только колебаться. Вы можете насыпать в стакан немного соли и лимонной или щавелевой кислоты, но реакции между ними не дождётесь: эта смесь может простоять без всяких изменений сколь угодно долго. Как же быть? Здесь на помощь снова приходит вода. Прибавьте в тот же стакан воды. Сода и кислота растворятся в воде, и мельчайшие частички их получат возможность сталкиваться друг с другом. Между ними моментально начнётся химическая реакция, которую легко заметить по выделению из раствора пузырьков одного из продуктов реакции — углекислого газа.
Известно, что очень крепкую серную кислоту можно свободно перевозить в стальных цистернах — корпус цистерны ею не разрушается. Но если серная кислота разбавлена водой, стальные цистерны использовать уже нельзя, так как водный раствор серной кислоты легко разъедает железо.
Вещества не взаимодействуют друг с другом, если они не растворены, — гласит старинное правило химиков.
Вода отличается ещё одним важным свойством: она сама способна соединяться с очень многими веществами, быть активным участником различных химических процессов.
Вода способна соединяться с простыми веществами как металлами, так и неметаллами.
Например, неметалл хлор даёт с водой смесь кислот: соляную и хлорноватистую. Если хлор пропускать через воду, к которой прибавлен едкий натр, то в результате реакции получается «жавелевая вода», хорошее белящее средство.
С натрием, калием и некоторыми другими металлами вода бурно взаимодействует. При этом получаются едкие щёлочи и выделяется газ водород.
Вода вступает в реакции и со многими сложными веществами. Мы здесь укажем только несколько примеров этих реакций, приводящих к образованию очень важных в химической промышленности веществ — оснований (или гидроокисей) и кислот.
Часто ваши мамы готовят молоко из сухого концентрата, добавляя просто воду. Вот и мы приготовим для вас молоко, используя волшебную воду.
1)Получение молока
 Гашение извести заключается в том, что вода, соприкасаясь с кусками негашеной извести, поглощается ею, всасываясь в поры, и одновременно химически взаимодействует с оксидами кальция и магния, образуя их гидроксиды:
СаО + Н2О = Са(ОН)2 и MgO + Н2О = Mg(OH)2
При этом 1кг извести-кипелки выделяет ПбОкДж теплоты, которая переводит часть воды в парообразное состояние. Пар вызывает в извести внутренние растягивающие напряжения, под действием которых происходит ее измельчение в тонкий порошок (тоньше, чем у цемента).
В зависимости от количества воды, взятой при гашении, можно получить гидратную известь-пушонку, известковое тесто или известковое молоко.
2)Получение киселя
Индикатор окрашивает наше молоко в малиновый цвет. Получаем кисель.
Индикатор
Среда Лакмус Метилоранж Фенолфталеин
Кислая среда Красный Розовый Бесцветный
Нейтральная среда Фиолетовый Оранжевый Бесцветный
Щелочная среда Синий Желтый Малиновый
В наше молоко добавляем несколько капель фенолфталеина. Получаем «Кисель».
3)Разложение киселя в желудке.
В нашем желудке вырабатывается особый реактив - соляная кислота. Посмотрим, что произойдёт под действием её с нашим « киселем». Образовался мутный раствор.
Реакция:
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O
4)Получаем просто воду.
Как же наш раствор очистить? Ребята, как вы думаете?
В наше время используются различные фильтры. Мы будем использовать бумажный фильтр.


5) Выпариваем воду.
Наш раствор не достаточно чист. Докажем это. Выпариваем на фарфоровой чашке наш раствор. На стенках чашки остается налет - примеси в воде.
Прокипятите профильтрованную воду (или можно добавить кристаллик марганцовки), чтобы очистить её от болезнетворных микроорганизмов).
Выпаривание применяют для концентрирования водных растворов щелочей (едкий натр, едкий калий), солей (NaCl, Na2S04, NH4NO3 и др.) и некоторых высококипящих жидкостей, для получения растворителя в чистом виде (например, для опреснения морской воды, используя аппараты-опреснители), перенасыщенных растворов, в которых проводят кристаллизацию (растворы сахарозы, фруктозы, молочного сахара). Данный процесс используется в сахарном, консервном, кондитерском, молочном и других производствах. Выпаривают также водные растворы разных веществ (соки), эмульсии (молоко), суспензии (барду) и пр.
При выпаривании вода из раствора удаляется в виде пара, а растворенное вещество или дисперсная фаза эмульсий и суспензий остается в неизменном количестве.Тепло для выпаривания подводится различными теплоносителями. Однако основным теплоносителем является глухой водяной пар, называемый греющим или первичным. Пар, образующийся при выпаривании кипящих растворов, называется вторичным. Выпаривание проводят под атмосферным или повышенным давлением, под вакуумом.

Итог: Вот мы и провели реакции, используя воду. Так же мы её очистили и выпарили.
Удачи, ребята, на других станциях!!!