§ 23. Состав, физические и химические свойства воды

Лёд тает. Из чайника идёт пар. Оба раза перед вами вода. Это ещё не вся химия воды: у неё есть и состав, и реакции.

К концу урока вы запишете формулу H₂O, назовёте физические свойства и составите уравнения реакций воды с натрием, калием и оксидом кальция. Класс оснований откроют на следующем уроке. Нейтрализацию не начинают. Охрану окружающей среды не начинают.

Постановка. Тонкий слой считают бесцветным. Слабый оттенок кадра цветом воды не считают. На вкус в кабинете её не пробуют.

Сначала без подсказки

Лёд, жидкая вода и пар. Это одно вещество или три разных? Запишите свою версию и пока не открывайте ответ ниже.

Постановка. Лёд — твёрдая вода. Нового вещества нет.

Постановка. Пар из чайника — тоже вода. В чайник ничего не кладут.

Постановка. Лёд держится на воде: он легче жидкости.

Состав

Вода — сложное вещество. Её формула H₂O. В молекуле два атома водорода и один атом кислорода. Качественный состав — водород и кислород. Количественный — два и один.

Относительная молекулярная масса: Mr(H₂O) = 2 × 1 + 16 = 18. Здесь Ar(H) = 1 и Ar(O) = 16, как в этом курсе. Двойка стоит у водорода. Запись «два кислорода» — ошибка индекса.

Физические свойства

При комнатной температуре вода — жидкость. В тонком слое у неё нет цвета, нет и запаха. В кабинете на вкус её не проверяют: свойство «без вкуса» так и оставляют словами.

При 0 °C вода переходит в лёд, при 100 °C кипит и даёт пар. При 4 °C плотность жидкой воды 1 г/см³. Плотность льда меньше 1 г/см³, поэтому лёд не тонет. Очень толстый слой воды выглядит голубым. На Земле вода бывает сразу в трёх состояниях, и это всё та же вода.

Постановка. Реакции в этом кадре нет.

Постановка. Капли — вода. Откуда они взялись, по кадру не доказать.

Таяние и кипение меняют состояние, не состав. Это физические изменения. Вода растворяет многие вещества, но массовую долю сегодня не считают.

Уравнения без ответа

Составьте уравнения, пока ответа нет. Продукты не подсматривайте внизу страницы.

1. Na + H₂O = ?
2. K + H₂O = ?
3. CaO + H₂O = ?

Коэффициенты тоже нужны. Ученики натрий и калий в руки не берут. Дома этот показ не повторяют. Массу натрия этот комплект не задаёт.

Показ только словами

Натрий и калий показывает учитель. Это демонстрация 10. Ученики остаются за партами. Металл на показе остаётся на поверхности воды, слышно шипение, выделяется газ. Калий реагирует энергичнее натрия. Если металлов в кабинете нет, другой металл не подставляют и прямо говорят: показа не было. Уравнения от этого не отменяются.

Постановка. Очки и экран — для учителя. Металла в кадре нет, и это не описание показа.

Оксид кальция с водой тоже соединяет учитель. Смесь нагревается, может появиться пар. Если оксида кальция в кабинете нет, другой порошок не подставляют.

Постановка. Банка закрыта. Кадр не доказывает, что внутри оксид кальция. Воду в банку не наливают. Дома известь не гасят.

Проверь себя

Сначала ответьте сами. Ключ ниже, его лучше закрыть листом.

1. Сколько атомов водорода и кислорода в H₂O и чему равна Mr?
2. Лёд растаял. Чайник дал пар. Это физические или химические изменения?
3. Допишите три уравнения, которые начали выше.
4. Кто проводит показ с натрием и калием?
5. Что смотрят дома и чего дома не берут?

Ответы

1. Два атома водорода и один атом кислорода. Mr(H₂O) = 18.
2. Оба изменения физические. Нового вещества нет: лёд, жидкая вода и пар — одна вода.
3. 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑. 2K + 2H₂O = 2KOH + H₂↑. CaO + H₂O = Ca(OH)₂. Продукты — гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция и, в первых двух реакциях, водород. NaOH и KOH называют щелочами. Ca(OH)₂ в § 23 тоже называют щёлочью. Какие основания растворимы, разбирают в § 24.
4. Только учитель. Ученики натрий и калий в руки не берут. Дома этот показ не повторяют.
5. Дома смотрят на тающий лёд и на пар из чайника. Оба раза вещество — вода. Ничего в чайник не добавляют. Натрий, калий и известь не берут.

Дома найдите два уже видимых изменения: лёд, который тает, и пар из чайника, если дома кипятят воду. Напишите, что в обоих случаях вещество осталось водой. Если льда или чайника нет, так и напишите. Ничего не покупайте и ничего не добавляйте. Реактивов нет. Ученики натрий и калий в руки не берут. Дома этот показ не повторяют.